細胞ストレス応答の解析から迫る「疲労」の分子細胞生物学的実態

• 研究課題/領域番号: 19K21517
• 補助金の研究課題番号: 18H06446 (2018)
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金 (2019); 補助金 (2018)
• 審査区分: 0909:スポーツ科学、体育、健康科学およびその関連分野
• 研究機関: 金沢医科大学
• 研究代表者: 赤井 良子 金沢医科大学, 総合医学研究所, 助手 (60823317)
• 研究期間 (年度): 2018-08-24 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 疲労 / ストレス / 生体イメージング

研究開始時の研究の概要

疲労のナゾに迫る研究を行う。「疲労」は「発熱」や「痛み」と共に生体３大アラームと言われ、私たちの生命や健康を維持する上でカラダが発する重要なシグナルである。しかしその研究と理解は発熱や痛みに比べて遅れており、科学が進んだ現代でも疲労の実態は掴めていない。そこで今日まで行ってきたストレス研究や開発してきたモデルマウスを活かして、疲労が生じる際や回復する際の仕組みを分子／細胞生物学的観点から解明することにアプローチする。疲労に苦しむ人々は非常に多く、これは現代社会において決して無視できない大きな問題であり、その解決の糸口となることを目指して本研究に取り組みたい。

研究成果の概要

私たちは哺乳動物の生体防御機構に興味を持ち、この十数年にわたって細胞レベルで感知されるストレスの応答機構を研究してきた。その過程で４種の細胞ストレスを生体レベルで視覚化できるモデルマウスの開発に成功しており、様々な疾患との関連性を見出してきた。最近になり細胞ストレスや炎症と疲労との間に何らかの関連性があると考えられているが、その詳細はほとんど解明されていない。しかし本研究から疲労負荷によってIRE1を介した小胞体ストレス応答とATF4を介した統合ストレス応答およびIL-1βを介した炎症反応が副腎で活性化することを突き止めることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は疲労が生じる際や回復する際の仕組みを分子／細胞生物学的観点から解明することにアプローチするべく行われてきた。疲労に苦しむ人々は非常に多く、これは現代社会において決して無視できない大きな問題であり、その解決の糸口となることを目指していることが本研究の大きな意義である。この研究から明らかになることが単に基礎的な生命科学へ貢献するだけでなく、疲労が生む社会問題（健康障害から事故・自殺に至るまで）に対する解決への糸口になる可能性を十分に含んでいる。

研究成果

• [国際共同研究] University of Chile(チリ)
• [雑誌論文] Zinc deficiency exacerbates pressure ulcers by increasing oxidative stress and ATP in the skin (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakamura H, Sekiguchi A, Ogawa Y, Kawamura T, Akai R, Iwawaki T, Makiguchi T, Yokoo S, Ishikawa O, Motegi SI
  • 雑誌名: J Dermatol Sci 巻: 95 号: 2 ページ: 62-69
  • DOI: 10.1016/j.jdermsci.2019.07.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibitory effect of kaempferol on skin fibrosis in systemic sclerosis by the suppression of oxidative stress (2019)
  • 著者名/発表者名: Sekiguchi A, Motegi SI, Fujiwara C, Yamazaki S, Inoue Y, Uchiyama A, Akai R, Iwawaki T, Ishikawa O
  • 雑誌名: J Dermatol Sci 巻: 96 号: 1 ページ: 8-17
  • DOI: 10.1016/j.jdermsci.2019.08.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] 小胞体ストレスの生体イメージング (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩脇隆夫, 赤井良子
  • 雑誌名: THE BONE 巻: 32 ページ: 171-177
• [雑誌論文] IRE1α governs cytoskeleton remodelling and cell migration through a direct interaction with filamin A (2018)
  • 著者名/発表者名: Urra H, Henriquez DR, Canovas J, Villarroel-Campos D, Carreras-Sureda A, Pulgar E, Molina E, Hazari YM, Limia CM, Alvarez-Rojas S, Figueroa R, Vidal RL, Rodriguez DA, Rivera CA, Court FA, Couve A, Qi L, Chevet E, Akai R, Iwawaki T, Concha ML, Glavic A, Gonzalez-Billault C, Hetz C
  • 雑誌名: Nature Cell Biology 巻: 20 号: 8 ページ: 942-953
  • DOI: 10.1038/s41556-018-0141-0
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Botulinum toxin B suppresses the pressure ulcer formation in cutaneous ischemia-reperfusion injury mouse model: Possible regulation of oxidative and endoplasmic reticulum stress (2018)
  • 著者名/発表者名: Sekiguchi A, Motegi SI, Uchiyama A, Uehara A, Fujiwara C, Yamazaki S, Perera B, Nakamura H, Ogino S, Yokoyama Y, Akai R, Iwawaki T, Ishikawa O
  • 雑誌名: Journal of Dermatological Science 巻: 90 号: 2 ページ: 144-153
  • DOI: 10.1016/j.jdermsci.2018.01.006
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 睡眠不足モデルマウスにおける細胞ストレス応答と炎症反応の生体イメージング (2019)
  • 著者名/発表者名: 赤井良子、岩脇隆夫
  • 学会等名: 第66回日本実験動物学会
• [学会発表] ATF4の翻訳活性化機構を利用した統合ストレス可視化モデルマウスの開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 赤井良子、岩脇隆夫
  • 学会等名: 住商ファーマインターナショナル株式会社in vivoイメージングフォーラム2018
• [学会発表] ATF4の翻訳活性化機構を利用した統合ストレス可視化モデルマウスの開発と疲労研究への応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 赤井良子、岩脇隆夫
  • 学会等名: 第14回日本疲労学会総会・学術集会
• [学会発表] ATF4の翻訳活性化機構を利用した統合ストレス可視化モデルマウスの開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 赤井良子、岩脇隆夫
  • 学会等名: 第65回日本実験動物学会
• [備考]
  • URL: http://mri-cell-medicine.kanazawa-med.labos.ac/one/
• [備考]
  • URL: http://www.kanazawa-med.ac.jp/~souiken/ls/dcm/