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自然免疫細胞の代謝リプログラミング解析を主軸とした周術期炎症応答の分子機序の探求

研究課題

研究課題/領域番号 19K09339
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55050:麻酔科学関連
研究機関関西医科大学

研究代表者

松尾 禎之  関西医科大学, 医学部, 講師 (50447926)

研究分担者 広田 喜一  関西医科大学, 医学部, 教授 (00283606)
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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード炎症 / 代謝 / ミトコンドリア / マクロファージ / 自然免疫
研究開始時の研究の概要

周術期管理においては侵襲や感染に起因する炎症を適切にコントロールすることが重要である。近年炎症応答において免疫細胞のエネルギー代謝様式の転換が起こることが報告され、炎症を制御するメカニズムとして細胞内代謝調節の重要性に注目が集まっている。
本申請では自然免疫担当細胞を解析モデルとして、細胞の代謝リプログラミングに周術期使用薬剤が及ぼす影響、および炎症応答と代謝経路をつなぐ分子機構の解明を目的する。炎症の進展・収束と連動した代謝変換をコントロールする機構の詳細を明らかにすることで、複雑な炎症シグナルの総合的理解、さらには代謝制御を標的とした治療・診断法の開発に繋がる知見の提示を目指す。

研究成果の概要

自然免疫細胞の活性化に伴う代謝変容の分子機構を明らかにするため、マクロファージを用いて遺伝子発現プロファイルの変化および代謝フラックスの観点から解析を行った。感染刺激に応じて、炎症応答を司る一連の遺伝子群の活性化に加え、炎症性マクロファージの分化マーカーの誘導、増殖・生存制御に関わる分子の発現変化が観察された。さらに活性化したマクロファージにおいてはミトコンドリア呼吸が抑制され、ほぼ解糖系に依存したエネルギー代謝にシフトしていた。代謝転換後もミトコンドリア呼吸鎖複合体の機能は正常に保たれており、細胞内レドックス環境の変容がミトコンドリア呼吸抑制と解糖系の活性化に関わることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

炎症応答において免疫細胞のエネルギー代謝様式の転換(リプログラミング)が起こることが報告され、炎症の制御メカニズムとして細胞内代謝調節の重要性に注目が集まっている。炎症の発生・進展・収束と連動した代謝変換をコントロールする機構の詳細を明らかにすることは、複雑な炎症シグナルの総合的理解、さらには代謝制御を標的とした治療・診断法の開発に繋がることが期待される。

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

    (11件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 5件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Establishment of a novel assessment of the quality of human spermatozoa measuring mitochondrial oxygen metabolism2022

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi Hisanori、Matsuo Yoshiyuki、Shimoi Kayo、Yoshimura Masahiro、Hirota Kiichi、Kinoshita Hidefumi
    • 雑誌名

      BMC Research Notes

      巻: 15 号: 1 ページ: 123-123

    • DOI

      10.1186/s13104-022-06012-4

    • 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] MinION, a portable long-read sequencer, enables rapid vaginal microbiota analysis in a clinical setting2022

    • 著者名/発表者名
      Komiya Shinnosuke、Matsuo Yoshiyuki、Nakagawa So、Morimoto Yoshiharu、Kryukov Kirill、Okada Hidetaka、Hirota Kiichi
    • 雑誌名

      BMC Medical Genomics

      巻: 15 号: 1 ページ: 68-68

    • DOI

      10.1186/s12920-022-01218-8

    • 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] Inhibiting SARS-CoV-2 infection in vitro by suppressing its receptor, angiotensin-converting enzyme 2, via aryl-hydrocarbon receptor signal2021

    • 著者名/発表者名
      Tanimoto Keiji、Hirota Kiichi、Fukazawa Takahiro、Matsuo Yoshiyuki、Nomura Toshihito、Tanuza Nazmul、Hirohashi Nobuyuki、Bono Hidemasa、Sakaguchi Takemasa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 16629-16629

    • DOI

      10.1038/s41598-021-96109-w

    • 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] Development of antitumor biguanides targeting energy metabolism and stress responses in the tumor microenvironment2021

    • 著者名/発表者名
      Sakai Takayuki、Matsuo Yoshiyuki、Okuda Kensuke、Hirota Kiichi、Tsuji Mieko、Hirayama Tasuku、Nagasawa Hideko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 4852-4852

    • DOI

      10.1038/s41598-021-83708-w

    • 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] Full-length 16S rRNA gene amplicon analysis of human gut microbiota using MinION? nanopore sequencing confers species-level resolution2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuo Yoshiyuki、Komiya Shinnosuke、Yasumizu Yoshiaki、Yasuoka Yuki、Mizushima Katsura、Takagi Tomohisa、Kryukov Kirill、Fukuda Aisaku、Morimoto Yoshiharu、Naito Yuji、Okada Hidetaka、Bono Hidemasa、Nakagawa So、Hirota Kiichi
    • 雑誌名

      BMC Microbiology

      巻: 21 号: 1 ページ: 35-35

    • DOI

      10.1186/s12866-021-02094-5

    • 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] Cigarette Smoke Extract Activates Hypoxia-Inducible Factors in a Reactive Oxygen Species-Dependent Manner in Stroma Cells from Human Endometrium2021

    • 著者名/発表者名
      Kida Naoko、Matsuo Yoshiyuki、Hashimoto Yoshiko、Nishi Kenichiro、Tsuzuki-Nakao Tomoko、Bono Hidemasa、Maruyama Tetsuo、Hirota Kiichi、Okada Hidetaka
    • 雑誌名

      Antioxidants

      巻: 10 号: 1 ページ: 48-48

    • DOI

      10.3390/antiox10010048

    • 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] Characterizing the gut microbiota in females with infertility and preliminary results of a water-soluble dietary fiber intervention study2020

    • 著者名/発表者名
      Komiya Shinnosuke、Naito Yuji、Okada Hidetaka、Matsuo Yoshiyuki、Hirota Kiichi、Takagi Tomohisa、Mizushima Katsura、Inoue Ryo、Abe Aya、Morimoto Yoshiharu
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      巻: 67 号: 1 ページ: 105-111

    • DOI

      10.3164/jcbn.20-53

    • NAID

      130007867952

    • ISSN
      0912-0009, 1880-5086
    • 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] Thyroid Hormone Facilitates in vitro Decidualization of Human Endometrial Stromal Cells via Thyroid Hormone Receptors2020

    • 著者名/発表者名
      Kakita-Kobayashi Maiko、Murata Hiromi、Nishigaki Akemi、Hashimoto Yoshiko、Komiya Shinnosuke、Tsubokura Hiroaki、Kido Takeharu、Kida Naoko、Tsuzuki-Nakao Tomoko、Matsuo Yoshiyuki、Bono Hidemasa、Hirota Kiichi、Okada Hidetaka
    • 雑誌名

      Endocrinology

      巻: 161 号: 6

    • DOI

      10.1210/endocr/bqaa049

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time diagnostic analysis of MinION-based metagenomic sequencing in clinical microbiology evaluation: a case report2019

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Tanaka, Yoshiyuki Matsuo, So Nakagawa, Kenichiro Nishi, Akihisa Okamoto, Shinichi Kai, Teppei Iwai, Yoshiteru Tabata, Takeshi Tajima, Yuji Komatsu, Motohiko Satoh, Kirill Kryukov, Tadashi Imanishi, Kiichi Hirota
    • 雑誌名

      JA Clinical Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 24-24

    • DOI

      10.1186/s40981-019-0244-z

    • 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] Rapid bacterial identification by direct PCR amplification of 16S rRNA genes using the MinION nanopore sequencer2019

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Kai, Yoshiyuki Matsuo, So Nakagawa, Kirill Kryukov, Shino Matsukawa, Hiromasa Tanaka, Teppei Iwai, Tadashi Imanishi, Kiichi Hirota
    • 雑誌名

      FEBS Open Bio

      巻: 9 号: 3 ページ: 548-557

    • DOI

      10.1002/2211-5463.12590

    • 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] マクロファージ活性化における代謝リプログラミングの分子機序2019

    • 著者名/発表者名
      松尾 禎之 広田 喜一
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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