アオコ由来マイクロシスチンLRの新奇な上皮間葉転換誘導能の生理的意味の解明

• 研究課題/領域番号: 19K06222
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分40040:水圏生命科学関連
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 小松 正治 鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 教授 (30325815)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: Microcystin-LR / Acteoside / 上皮・間葉転換 / OATP1B3 / 生薬イワジシャ / microcystin-LR / アノイキス抵抗性 / 間葉・上皮転換 / リン酸化 / p53 / AKT / マイクロシスチン / OATP / 上皮間葉転換 / 細胞毒性

研究開始時の研究の概要

肝臓毒マイクロシスチンLR (MC-LR)は、高濃度曝露により肝細胞毒性を発揮し肝機能不全を引き起こす。一方、低濃度の慢性曝露により肝細胞増殖活性を発揮し、何かしらの要因でDNAにダメージを受けた肝細胞に対して肝がんの発がんプロモーターとして機能する。研究代表者らは、MC-LR曝露後の一部の細胞が剥離・浮遊するにもかかわらず、死滅から逃れ数日後には再生する新奇な現象を発見した。そこで、このアノイキス抵抗性細胞への形質転換誘導能の発現に関する分子機序の詳細を明らかにする。また、この新奇な形質転換に対して抑制的に働く化合物の探索にも検討を加える。

研究成果の概要

Microcystin-LR曝露後の剥離・浮遊細胞を回収し，E-カドヘリンの発現変動を解析した結果，遺伝子，タンパク質ともに発現量が顕著に減少した。剥離・浮遊後に再接着した細胞はMicrocystin-LR以外に，NodularinおよびOkadaic acidに対しても耐性を示し，3ヶ月間継代培養すると細胞内のMicrocystin-LRは検出されず，Microcystin-LRに対する感受性が親細胞のHEK293-OATP1B3と同等に戻った。
また，生薬イワジシャの成分ActeosideはOATP1B3を介したMicrocystin-LRの細胞内への取り込みを阻害し，細胞毒性を減弱した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近い将来に水道法の改正等によりMicrocystin-LRが「要検討項目」から少なくとも「水質管理目標設定項目」に引き上げられることが望まれ、結果的に我が国の健康水準がより上昇することが期待される。さらにMicrocystin-LR、Nodularin、およびOkadaic acid中毒、ならびに疫学的因果関係が不明の肝臓障害の発生予防や対症療法の確立に貢献し、水圏生命科学領域における「食と健康」・「水と健康」研究を通じて世界中の人類の公衆衛生の向上に寄与することが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Enhancement of Edwardsiella piscicida infection, biofilm formation, and motility caused by N-acetylneuraminate lyase. (2022)
  • 著者名/発表者名: Vo, KL., Tran, TN., Kubo, Y., Sahashi, D., Komatsu, M., Shiozaki, K.
  • 雑誌名: Glycoconj. J. 巻: - 号: 3 ページ: 429-442
  • DOI: 10.1007/s10719-022-10045-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ninjinyoeito improves anxiety behavior in neuropeptide Y deficient zebrafish. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kawabe M, Hayashi A, Komatsu M, Inui A, Shiozaki K.
  • 雑誌名: Neuropeptides 巻: 87 ページ: 102136-102136
  • DOI: 10.1016/j.npep.2021.102136
  • 査読あり
• [雑誌論文] The involvement of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) Neu4 sialidase in neural differentiation during early ontogenesis. (2021)
  • 著者名/発表者名: Honda, A., Hayasaka, O., Mio, K., Fujimura, K., Kotani, T., Komatsu, M., Shiozaki, K.
  • 雑誌名: Biochimie 巻: 185 ページ: 105-116
  • DOI: 10.1016/j.biochi.2021.03.008
• [雑誌論文] Host lactosylceramide enhances Edwardsiella tarda infection. (2021)
  • 著者名/発表者名: Oishi, K., Morise, M., Vo, KL., Tran, TN., Sahashi, D., Ueda-Wakamatsu, R., Nishimura, W., Komatsu, M., Shiozaki, K.
  • 雑誌名: Cellular Microbiology 巻: 23 号: 9
  • DOI: 10.1111/cmi.13365
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neu1 deficiency induces abnormal emotional behavior in zebrafish. (2021)
  • 著者名/発表者名: Asami Ikeda, Mayu Komamizu, Akito Hayashi, Chiharu Yamasaki, Kenji Okada, Momoko Kawabe, Masaharu Komatsu, Kazuhiro Shiozaki
  • 雑誌名: Scientific Report 巻: 11 号: 1 ページ: 13477-13477
  • DOI: 10.1038/s41598-021-92778-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Eel Serum Synergistically Enhances Growth of Fish Cell Line GAKS (2021)
  • 著者名/発表者名: Shota Takumi, Yumiko Komatsu, Yasuhito Domen, Tomoyuki Sumizawa, Kazuhiro Shiozaki, Manabu Ishikawa, Masaharu Komatsu, Seiichi Hayashi, Shoji Yamada
  • 雑誌名: Memoirs of Faculty of Fisheries Kagoshima University 巻: 70 ページ: 1-8
• [雑誌論文] Regulation of triglyceride metabolism in medaka (Oryzias latipes) hepatocytes by Neu3a sialidase (2020)
  • 著者名/発表者名: Oishi K., Miyazaki M., Takase R., Chigwechokha KP., Komatsu M., Shiozaki K.
  • 雑誌名: Fish Physiology and Biochemistry 巻: 46 号: 2 ページ: 563-574
  • DOI: 10.1007/s10695-019-00730-6
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] ニホンウナギ産卵回遊中の代謝に関する考察ービリルビン結合型UnaGの産卵回遊における生理的意義ー (2020)
  • 著者名/発表者名: 林征一、小松正治、内匠正太
  • 雑誌名: 生物の科学 遺伝 巻: 74 ページ: 353-367
  • 査読あり
• [学会発表] シアル酸加水分解酵素Neu1の欠損はゼブラフィッシュの不安感受性を低下させる (2021)
  • 著者名/発表者名: 池田麻美、久保友理奈、 山崎千春、小松正治,、塩﨑一弘
  • 学会等名: 第70回日本応用糖質学会大会. （ウェブ開催）
• [学会発表] 疾患モデルゼブラフィッシュを用いた糖転移ヘスペリジンの抗不安活性解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 河辺ももこ、堀田千穂子、西田拓未、久保友理奈、小松正治、塩﨑一弘
  • 学会等名: 第70回日本応用糖質学会大会.（ウェブ開催）
• [学会発表] Neu1シアリダーゼは魚類の興味・探索行動の制御因子である (2021)
  • 著者名/発表者名: 池田麻美、駒水麻由、山崎千春、小松正治、塩﨑一弘
  • 学会等名: 令和2年度日本水産学会九州支部大会（ウェブ開催）
• [学会発表] Edwardsiella piscicida のCMP-シアル酸合成酵素の生理機能解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: Tran Thi Nhung、Vo Khanh Linh、佐橋大地、小松 正治、塩﨑一弘
  • 学会等名: 令和2年度日本水産学会九州支部大会（ウェブ開催）
• [学会発表] 双節型核局在シグナルはカラシン目Neu4の核局在に必須である (2021)
  • 著者名/発表者名: 兵頭駿希、本田晃伸、小松正治、塩﨑一弘
  • 学会等名: 第40回日本糖質学会
• [学会発表] Neu1シアリダーゼはグリア細胞活性化を介して不安時の興味探索行動を制御する (2021)
  • 著者名/発表者名: 池田麻美、久保友理奈、山崎千春、小松正治、塩﨑一弘
  • 学会等名: 第40回日本糖質学会
• [学会発表] Edwardsiella piscicidaにおけるシアリル化の亢進が病原性に与える影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: Tran Thi Nhung、Vo khanh Linh、小松正治、塩﨑一弘
  • 学会等名: 第40回日本糖質学会
• [学会発表] Involvement of N-acetylneuraminate lyase in Edwardsiella piscicida pathogenicity (2021)
  • 著者名/発表者名: Vo Khanh Linh、Tran Thi Nhung、小松正治、塩﨑一弘
  • 学会等名: 第40回日本糖質学会
• [学会発表] 人参養栄湯は神経ペプチドYノックアウトゼブラフィッシュの社会性行動障害を改善する (2021)
  • 著者名/発表者名: 河辺ももこ、堀田千穂子、西田拓未、小松正治、塩﨑一弘、乾明夫
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Neu1シアリダーゼ欠損によるグリア細胞の減弱は不安感受性を低下させる (2021)
  • 著者名/発表者名: 池田麻美、久保友理奈、山崎千春、小松正治、塩崎一弘
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会年会
• [学会発表] CMP-シアル酸合成酵素はEdwardsiella piscicidaの病原性を増強する (2021)
  • 著者名/発表者名: Tran Thi Nhung、Vo Khanh Linh、小松正治、塩﨑一弘
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会年会
• [学会発表] アオコ毒マイクロシスチンLRの新奇機能性の発見 (2020)
  • 著者名/発表者名: 小松正治、内匠正太
  • 学会等名: 第47回日本毒性学会年会 シンポジウム「海産毒リビジテッド2.0」
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞の酸化ストレス抵抗性を賦与するウナギ緑色蛍光タンパク質eelGFP (2020)
  • 著者名/発表者名: 瀬戸祥太、内匠正太、塩崎一弘、安樂和彦、小松正治
  • 学会等名: 第42回日本中毒学会学術集会
• [学会発表] アオコ毒microcystin-LRの上皮間葉転換様作用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 富岡 優，嶋 祐介，濱口真理奈，塩崎一弘，内匠正太，小松正治
  • 学会等名: 令和元年度 日本水産学会九州支部会大会
• [学会発表] Microcystin-LRが誘導するEMT様形質転換細胞の細胞内シグナリングの解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 富岡 優，藤田理子，山本歩加，塩崎一弘，古川龍彦，内匠正太，小松正治
  • 学会等名: 第42回 日本分子生物学会年会
• [学会発表] 微細藻類と人間の健康との関わり (2019)
  • 著者名/発表者名: 小松正治
  • 学会等名: 令和元年度 かごしま県民大学連携講座「からだの健康・病気と遺伝子」
  • 招待講演
• [備考] 鹿児島大学水産学部 食品生命科学分野 ケミカルバイオロジー研究室
  • URL: https://marinechemicalbiology.jimdofree.com/
• [備考] 鹿児島大学水産学部 食品生m生化学分野 ケミカルバイオロジー研究室
  • URL: https://marinechemicalbiology.jimdofree.com/
• [備考] 鹿児島大学 研究一直線
  • URL: https://www.kagoshima-u.ac.jp/researcher/2018/05/post-19.html
• [備考] 鹿児島大学水産学部 立ち寄ってみよう！楽しい研究室
  • URL: https://www.fish.kagoshima-u.ac.jp/topinfomember/fls_komatsu/