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炎症促進性細胞死パイロトーシスの代謝産物による制御

研究課題

研究課題/領域番号 20H03955
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分58040:法医学関連
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

秋 利彦  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (60304474)

研究分担者 船越 丈司  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (40444715)
則竹 香菜子  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 特任助教 (40758067)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2020年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
キーワードパイロトーシス / マクロファージ / 代謝 / ヒ素 / ガスダーミン / アセトアミノフェン / 炎症性細胞死 / グルコース / 炎症 / 免疫細胞 / 代謝産物 / 細胞死 / 解糖系 / 代謝物 / 法医学
研究開始時の研究の概要

パイロトーシスは炎症誘導性の細胞死であり、主に免疫細胞で観察されるがそれ以外の組織でも観察され、炎症性の傷害に広く関与している。パイロトーシスはインターロイキンなどの炎症促進物質を、ガスダーミンと呼ばれるチャンネルを介して細胞外に放出する機構である。ガスダーミンは細胞内で不活性型前駆体として存在し、カスパーゼによって切断されるとN端側の約30kDaのドメイン(p30)が細胞膜へと移行して会合し膜にチャンネルを形成する。アポトーシスからパイロトーシスへと移行して炎症が主じることもあり、様々な疾患に関与した極めて重要な細胞死機構である。本研究では特に代謝との関係に重点を当てて研究する。

研究成果の概要

炎症促進性細胞死であるパイロトーシスの代謝産物による制御機構を解析した。まず、マクロファージ細胞をリポポリサッカリドを用いてパイロトーシスを起こしたところ、解糖系が盛んなほどパイロトーシスも盛んであることがわかった。解糖系の副産物であるメチルグリオキサールによるHIF1の不活性化がその一因であることが示唆された。次に解糖系が盛んになる程パイロトーシスの実行因子であるガスダーミンDの発現が増え、またもう一つの実行因子であるガスダーミンEの発現は減ることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

炎症は様々な病態で見られる普遍的な所見であるが、その制御機構はあまりよくわかっていない。パイロトーシスは近年発見された炎症促進性の細胞死であるが、その制御機構の詳細は未だ明らかでない。免疫細胞の一種であるマクロファージにおいて、解糖系はパイロトーシスを促進させることを見出した。これは糖尿病における炎症の増悪などとの関連を予想させるものである。また、二つの全く別なパイロトーシス実行因子であるガスダーミンDとEの発現が解糖系により全く逆方向に制御されていることも見出し、ガスダーミン分子の機能分担に新たな知見を加えた。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Aristolochic acid induces an inflammatory response with prostaglandin E2 production and apoptosis in NRK-52E proximal tubular cells2023

    • 著者名/発表者名
      Komatsu M, Funakoshi T, Aki T, Unuma K, Uemura K.
    • 雑誌名

      Toxicology letters

      巻: 378 ページ: 39-50

    • DOI

      10.1016/j.toxlet.2023.02.009

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Induction of filamin-C and its involvement in the regulation of cellular senescence and apoptosis in Huh-7 hepatoma cells during arsenic trioxide exposure2023

    • 著者名/発表者名
      Aki Toshihiko、Kukita Mitsuki、Takata Mao、Funakoshi Takeshi、Unuma Kana、Uemura Koichi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 651 ページ: 92-97

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.02.020

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aggregation-prone A53T mutant of α-synuclein exaggerates methamphetamine neurotoxicity in SH-SY5Y cells: Protective role of cellular cholesterol2022

    • 著者名/発表者名
      Aoki Sho、Funakoshi Takeshi、Aki Toshihiko、Uemura Koichi
    • 雑誌名

      Toxicology Reports

      巻: 9 ページ: 2020-2029

    • DOI

      10.1016/j.toxrep.2022.11.006

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thymic involution caused by repeated cocaine administration includes apoptotic cell loss followed by ectopic adipogenesis2022

    • 著者名/発表者名
      Unuma Kana、Kaga Homare、Funakoshi Takeshi、Nomura Moeka、Aki Toshihiko、Uemura Koichi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 17 号: 11 ページ: e0277032-e0277032

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0277032

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Contraction Band Necrosis with Dephosphorylated Connexin 43 in Rat Myocardium after Daily Cocaine Administration2022

    • 著者名/発表者名
      Wen Shuheng、Unuma Kana、Funakoshi Takeshi、Aki Toshihiko、Uemura Koichi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 号: 19 ページ: 11978-11978

    • DOI

      10.3390/ijms231911978

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Role of Peroxiredoxins in the Regulation of Sepsis2022

    • 著者名/発表者名
      Aki Toshihiko、Unuma Kana、Uemura Koichi
    • 雑誌名

      Antioxidants

      巻: 11 号: 1 ページ: 126-126

    • DOI

      10.3390/antiox11010126

    • 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] Inverse regulation of GSDMD and GSDME gene expression during LPS-induced pyroptosis in RAW264.7 macrophage cells2022

    • 著者名/発表者名
      Aki Toshihiko、Funakoshi Takeshi、Unuma Kana、Uemura Koichi
    • 雑誌名

      Apoptosis

      巻: 27 号: 1-2 ページ: 14-21

    • DOI

      10.1007/s10495-022-01708-1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Altered cardiac mitochondrial dynamics and biogenesis in rat after short-term cocaine administration2021

    • 著者名/発表者名
      Wen Shuheng、Unuma Kana、Funakoshi Takeshi、Aki Toshihiko、Uemura Koichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 24129-24129

    • DOI

      10.1038/s41598-021-03631-y

    • 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] Cell Death and Survival Pathways Involving ATM Protein Kinase2021

    • 著者名/発表者名
      Aki Toshihiko、Uemura Koichi
    • 雑誌名

      Genes

      巻: 12 号: 10 ページ: 1581-1581

    • DOI

      10.3390/genes12101581

    • 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] Extracellular glucose is crucially involved in the fate decision of LPS-stimulated RAW264.7 murine macrophage cells2020

    • 著者名/発表者名
      Aki Toshihiko、Funakoshi Takeshi、Noritake Kanako、Unuma Kana、Uemura Koichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 10581-10581

    • DOI

      10.1038/s41598-020-67396-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] LPS 刺激マクロファージ様細胞におけるパイロトーシスと一酸化炭素発生剤の抑制作用2020

    • 著者名/発表者名
      秋 利彦,船越丈司,佐野智美,則竹香菜子,上村公一
    • 学会等名
      第104次日本法医学会学術全国集会、京都府、京都市
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] コカイン反復投与ラットにおける主要臓器変性の検索2020

    • 著者名/発表者名
      野村萌夏,鵜沼香奈,永井みどり,秋 利彦,上村公一
    • 学会等名
      第104次日本法医学会学術全国集会、京都府、京都市
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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