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ストレスセンサーKeap1による活性酸素種感知機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K07340
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48040:医化学関連
研究機関東北大学

研究代表者

鈴木 隆史  東北大学, 医学系研究科, 准教授 (70508308)

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 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードKeap1 / Nrf2
研究開始時の研究の概要

酸化ストレスに対する応答系の破綻は様々な疾患発症と密接に関わっている。ストレスセンサーKeap1は転写因子Nrf2のユビキチン化反応を制御し、酸化ストレス防御機構の中心的役割を担う鍵因子である。これまでに私たちは、Keap1-Nrf2制御系による親電子性物質の感知に重要なセンサーシステイン残基の同定に成功した。しかし、同制御系の活性酸素種に対する感知機構は未だ不明である。本研究では、Keap1の活性酸素種センサーの同定と生理機能解明、さらに酸化ストレス応答におけるNrf2活性化の分子基盤の解明を目指す。

研究成果の概要

酸化ストレスに対する応答系の破綻は様々な疾患発症と密接に関わっている。このような疾患を未然に防ぐ目的で、細胞は酸化ストレスに対して素早い応答で対応し恒常性を維持している。ストレスセンサーKeap1は転写因子Nrf2のユビキチン化反応を制御し、酸化ストレス防御機構の中心的役割を担う鍵因子である。本研究では、Keap1の活性酸素種センサーの同定と生理機能解明、さらに酸化ストレス応答におけるNrf2活性化の分子基盤の解明を目的とした。さらに、構造機能連関解析により、Keap1-Nrf2制御系による酸化ストレス応答の分子メカニズム解明を目指した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、Keap1が活性酸素種を感知するメカニズムを明らかにしました。このメカニズムは、親電子性物質を感知するメカニズムとは異なり、Keap1はセンサーを使い分けてストレスを感知していることが明らかになりました。本研究を進めていくことで、Keap1-Nrf2システムの活性化メカニズムの分子基盤の理解が進み、Keap1-Nrf2システムを利用した新薬や治療法の開発が加速することが期待されます。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 6件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Dundee University(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Fred Hutchinson Cancer Research Center(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] The isoquinoline PRL-295 increases the thermostability of Keap1 and disrupts its interaction with Nrf22022

    • 著者名/発表者名
      Dayalan Naidu S、Suzuki T、Dikovskaya D、Knatko EV、Higgins M、Sato M、Novak M、Villegas JA、Moore TW、Yamamoto M、Dinkova-Kostova AT.
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 号: 1 ページ: 103703-103703

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.103703

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Gene expression changes related to bone mineralization, blood pressure and lipid metabolism in mouse kidneys after space travel2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Norio、Iwamura Yuma、Nakai Taku、Kato Koichiro、Otsuki Akihito、Uruno Akira、Saigusa Daisuke、Taguchi Keiko、Suzuki Mikiko、Shimizu Ritsuko、Yumoto Akane、Okada Risa、Shirakawa Masaki、Shiba Dai、Takahashi Satoru、Suzuki Takafumi、Yamamoto Masayuki
    • 雑誌名

      Kidney International

      巻: 101 号: 1 ページ: 92

    • DOI

      10.1016/j.kint.2021.09.031

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Distinct Regulations of HO-1 Gene Expression for Stress Response and Substrate Induction2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang Anqi、Suzuki Takafumi、Adachi Saki、Naganuma Eriko、Suzuki Norio、Hosoya Tomonori、Itoh Ken、Sporn Michael B.、Yamamoto Masayuki
    • 雑誌名

      Molecular and Cellular Biology

      巻: 41 号: 11 ページ: 0023621-0023621

    • DOI

      10.1128/mcb.00236-21

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Novel method for evaluating the health condition of mice in space through a video downlink2021

    • 著者名/発表者名
      YUMOTO Akane、KOKUBO Toshiaki、IZUMI Ryutaro、SHIMOMURA Michihiko、FUNATSU Osamu、TADA Motoki N.、OTA-MURAKAMI Naoko、IINO Kayoko、SHIRAKAWA Masaki、MIZUNO Hiroyasu、KUDO Takashi、TAKAHASHI Satoru、SUZUKI Takafumi、URUNO Akira、YAMAMOTO Masayuki、SHIBA Dai
    • 雑誌名

      Experimental Animals

      巻: 70 号: 2 ページ: 236-244

    • DOI

      10.1538/expanim.20-0102

    • NAID

      130008037417

    • ISSN
      0007-5124, 1341-1357, 1881-7122
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nrf2 is activated by disruption of mitochondrial thiol homeostasis but not by enhanced mitochondrial superoxide production2021

    • 著者名/発表者名
      Cvetko Filip、Caldwell Stuart T.、Higgins Maureen、Suzuki Takafumi、Yamamoto Masayuki、Prag Hiran A.、Hartley Richard C.、Dinkova-Kostova Albena T.、Murphy Michael P.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 296 ページ: 100169-100169

    • DOI

      10.1074/jbc.ra120.016551

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Geldanamycin-derived HSP90 inhibitors are synthetic lethal with NRF22020

    • 著者名/発表者名
      Baird Liam、Suzuki Takafumi、Takahashi Yushi、Hishinuma Eiji、Saigusa Daisuke、Yamamoto Masayuki
    • 雑誌名

      Molecular and Cellular Biology

      巻: 40 号: 22 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1128/mcb.00377-20

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nrf2 contributes to the weight gain of mice during space travel2020

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, T., et al., Koshiba, S. et al., Yamamoto, M.(合計37名、本研究者は18番目)
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 3 号: 1 ページ: 496

    • DOI

      10.1038/s42003-020-01227-2

    • NAID

      120007161347

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Environmental pollutants and the immune response2020

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Takafumi、Hidaka Takanori、Kumagai Yoshito、Yamamoto Masayuki
    • 雑誌名

      Nature Immunology

      巻: 21 号: 12 ページ: 1486-1495

    • DOI

      10.1038/s41590-020-0802-6

    • NAID

      40022683384

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Molecular Mechanism of Cellular Oxidative Stress Sensing by Keap12019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Takafumi、Muramatsu Aki、Saito Ryota、Iso Tatsuro、Shibata Takahiro、Kuwata Keiko、Kawaguchi Shin-ichi、Iwawaki Takao、Adachi Saki、Suda Hiromi、Morita Masanobu、Uchida Koji、Baird Liam、Yamamoto Masayuki
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 28 号: 3 ページ: 746-758

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2019.06.047

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Bardoxolone methyl analog attenuates proteinuria-induced tubular damage by modulating mitochondrial function2019

    • 著者名/発表者名
      Nagasu Hajime、Sogawa Yuji、Kidokoro Kengo、Itano Seiji、Yamamoto Toshiya、Satoh Minoru、Sasaki Tamaki、Suzuki Takafumi、Yamamoto Masayuki、Wigley W. Christian、Proksch Joel W.、Meyer Colin J.、Kashihara Naoki
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 33 号: 11 ページ: 12253-12263

    • DOI

      10.1096/fj.201900217r

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Establishment of Hmox1-DsRed reporter mouse system.2020

    • 著者名/発表者名
      Anqi Zhang, Saki Adachi, Tomonori Hosoya, Ken Itoh, Takafumi Suzuki, Masayuki Yamamoto.
    • 学会等名
      第86回日本生化学会東北支部例会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Multiple sensor mechanism of the Keap1-Nrf2 system.2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Suzuki and Masayuki Yamamoto.
    • 学会等名
      The Environmental Response V, 17th JBS Biofrontier Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular mechanism of cellular oxidative stress sensing by Keap1.2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Suzuki, Aki Muramatsu, Ryota Saito, Tatsuro Iso, Saki Adachi, Hiromi Suda, Masanobu Morita, Liam Baird, Masayuki Yamamoto
    • 学会等名
      The Environmental Response V, 17th JBS Biofrontier Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Activation of transcription factor Nrf2 suppresses autoimmune arthritis.2019

    • 著者名/発表者名
      Saki Adachi, Eiki Yoshida, Eriko Naganuma, Takafumi Suzuki, Masayuki Yamamoto
    • 学会等名
      The Environmental Response V, 17th JBS Biofrontier Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification of a compound which is synthetic lethal with Nrf2 activity.2019

    • 著者名/発表者名
      Liam Baird, Takafumi Suzuki, Masayuki Yamamoto.
    • 学会等名
      The Environmental Response V, 17th JBS Biofrontier Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Verification of the hinge & latch mechanism of Keap1-Nrf2 system by NMR method.2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Horie, Tatsuro Iso, Jin Inoue, Takafumi Suzuki, Seizo Koshiba, Takashi Kamei, Masayuki Yamamoto.
    • 学会等名
      The Environmental Response V, 17th JBS Biofrontier Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 東北大学大学院医学系研究科医化学分野

    • URL

      http://www.dmbc.med.tohoku.ac.jp/official/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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