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トランス脂肪酸の分子病態基盤に基づく毒性リスク評価および画期的予防・治療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K07011
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47030:薬系衛生および生物化学関連
研究機関東北大学

研究代表者

平田 祐介  東北大学, 薬学研究科, 助教 (10748221)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードトランス脂肪酸 / 細胞老化 / 炎症 / 細胞死 / 循環器系疾患 / 毒性 / DNA損傷 / 細胞外ATP / シグナル伝達
研究開始時の研究の概要

トランス脂肪酸は、多くの疫学研究から、循環器系疾患や生活習慣病等のリスクファクターとされてきたが、詳細な疾患発症機序は未解明である。申請者らは、トランス脂肪酸が上記疾患の主要な危険因子である細胞外ATP、DNA損傷で誘導される細胞死、老化に伴う炎症を顕著に促進する作用を見出し、その作用機構を分子レベルで明らかにしてきた。本研究課題では、上記作用の分子機構をさらに詳細に明らかにすると共に、脂肪酸分子種ごとの毒性リスク評価を行うことで、食品の安全性向上や国民の健康増進に繋がる基礎・応用的知見を得ることを目的とする。

研究成果の概要

トランス脂肪酸によるDNA損傷時の細胞老化および炎症(SASP)促進作用は、その膜脂質への導入に伴う細胞膜環境変化により、IL-1受容体の刺激感受性が上昇することで、その下流のIL-1シグナル、転写因子NF-κBの活性化が亢進することによるものであることが判明した。
また、トランス脂肪酸による細胞外ATP刺激時の細胞死促進作用については、乳製品や牛肉に多く含まれるバクセン酸のような天然型トランス脂肪酸ではなく、工業的な食品製造過程で産生されるエライジン酸などの人工型に特異的な作用であること、その毒性は、EPAやDHAなどの高度不飽和脂肪酸によって軽減できることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

トランス脂肪酸は、主に疫学研究によって、循環器系疾患をはじめとする諸疾患のリスクファクターとされてきたが、その一方で、毒性発現機構についてはほとんど不明であった。また、特に人工型トランス脂肪酸の疾患発症リスクが示され、欧米諸国で摂取量の規制などが導入されてきたが、その科学的根拠や、天然型の毒性の有無は不明であった。
本研究成果により、細胞老化を伴う炎症促進作用とその詳細な作用機構が明らかとなり、新規毒性発現機構の解明に至った。また、これまで確立した毒性分子基盤を基に、実際に人工型のみが毒性を有していることを示すことができ、過去の疫学的知見を支持する重要な基礎的知見を得ることができた。

報告書

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

    (48件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 1件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] University of Toronto/The Hospital for Sick Children(カナダ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Inst. Org. Syn. Photoreactivity (ISOF)(イタリア)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] トロント大学/The Hospital for Sick Children(カナダ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ISOF(イタリア)

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      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Inst Organ Synth & Photoreact(イタリア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A comprehensive toxicological analysis of trans-fatty acids (TFAs) reveals a pro-apoptotic action specific to industrial TFAs counteracted by polyunsaturated FAs2023

    • 著者名/発表者名
      Hirata Yusuke、Kashiwabara Naoki、Nada Yuki、Inoue Aya、Sato Emiko、Noguchi Takuya、Matsuzawa Atsushi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 5883-5883

    • DOI

      10.1038/s41598-023-32083-9

    • 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] Grinstein, S., Freeman, S. A. Lipid peroxidation increases membrane tension, Piezo1 gating, and cation permeability to execute ferroptosis2023

    • 著者名/発表者名
      Hirata Y, Cai R, Volchuk A, Steinberg BE, Saito Y, Matsuzawa A, Grinstein S, Freeman SA
    • 雑誌名

      Curr Biol

      巻: 33 号: 7 ページ: 1282-1294

    • DOI

      10.1016/j.cub.2023.02.060

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] The polypeptide antibiotic polymyxin B acts as a pro-inflammatory irritant by preferentially targeting macrophages2022

    • 著者名/発表者名
      Kagi T, Naganuma R, Inoue A, Noguchi T, Hamano S, Sekiguchi Y, Hwang GW, Hirata Y, Matsuzawa A
    • 雑誌名

      J Antibiot

      巻: 75 号: 1 ページ: 29-39

    • DOI

      10.1038/s41429-021-00490-7

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Distinct Roles of LKB1 and AMPK in p53-Dependent Apoptosis Induced by Cisplatin2022

    • 著者名/発表者名
      Shimada Tatsuya、Yabuki Yohsuke、Noguchi Takuya、Tsuchida Mei、Komatsu Ryuto、Hamano Shuhei、Yamada Mayuka、Ezaki Yusuke、Hirata Yusuke、Matsuzawa Atsushi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 号: 17 ページ: 10064-10064

    • DOI

      10.3390/ijms231710064

    • 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] <i>trans</i>-Fatty Acids as an Enhancer of Inflammation and Cell Death: Molecular Basis for Their Pathological Actions2021

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hirata
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 44 号: 10 ページ: 1349-1356

    • DOI

      10.1248/bpb.b21-00449

    • NAID

      130008095751

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 年月日
      2021-10-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] trans-Fatty acids promote p53-dependent apoptosis triggered by cisplatin-induced DNA interstrand crosslinks via the Nox-RIP1-ASK1-MAPK pathway2021

    • 著者名/発表者名
      Hirata Y, Takahashi M, Yamada Y, Matsui R, Inoue A, Ashida R, Noguchi T, Matsuzawa A
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 11 号: 1 ページ: 10350-10350

    • DOI

      10.1038/s41598-021-89506-8

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The E3 Ubiquitin-Protein Ligase RNF4 Promotes TNF-α-Induced Cell Death Triggered by RIPK12021

    • 著者名/発表者名
      Shimada T, Kudoh Y, Noguchi T, Kagi T, Suzuki M, Tsuchida M, Komatsu H, Takahashi M, Hirata Y, Matsuzawa A
    • 雑誌名

      Int J Mol Sci

      巻: 22 号: 11 ページ: 5796-5796

    • DOI

      10.3390/ijms22115796

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gefitinib initiates sterile inflammation by pomoting IL-1β and HMGB1 release via two distinct mechanisms2021

    • 著者名/発表者名
      Takuya Noguchi, Yuto Sekiguchi, Yuki Kudoh, Rio Naganuma, Tomohiro Kagi, Akiko Nishidate, Kazuhiro Maeda, Chizuru Ishii, Takashi Toyama, Yusuke Hirata, Gi-Wook Hwang, Atsushi Matsuzawa
    • 雑誌名

      Cell Death. Dis.

      巻: 12 号: 1 ページ: 49-49

    • DOI

      10.1038/s41419-020-03335-7

    • 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] Elaidic Acid Potentiates Extracellular ATP-Induced Apoptosis <i>via</i> the P2X<sub>7</sub>-ROS-ASK1-p38 Axis in Microglial Cell Lines2020

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hirata, Yuki Nada, Yuto Yamada, Takashi Toyama, Kohji Fukunaga, Gi-Wook Hwang, Takuya Noguchi, Atsushi Matsuzawa
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 43 号: 10 ページ: 1562-1569

    • DOI

      10.1248/bpb.b20-00409

    • NAID

      130007920887

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 年月日
      2020-10-01
    • 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] The Oncogenic PRL Protein Causes Acid Addiction of Cells by Stimulating Lysosomal Exocytosis.2020

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Funato, Atsushi Yoshida, Yusuke Hirata, Osamu Hashizume, Daisuke Yamazaki, Hiroaki Miki
    • 雑誌名

      Developmental cell

      巻: 55 号: 4 ページ: 387-397

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2020.08.009

    • 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] TAK1 Mediates ROS Generation Triggered by the Specific Cephalosporins through Noncanonical Mechanisms.2020

    • 著者名/発表者名
      Midori Suzuki, Yukino Asai, Tomohiro Kagi, Takuya Noguchi, Mayuka Yamada, Yusuke Hirata, Atsushi Matsuzawa
    • 雑誌名

      Int. J. Mol. Sci.

      巻: 21 号: 24 ページ: 9497-9497

    • DOI

      10.3390/ijms21249497

    • 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] トランス脂肪酸による毒性発現機構2020

    • 著者名/発表者名
      平田 祐介, 松沢 厚
    • 雑誌名

      B&I バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 78 ページ: 404-405

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] トランス脂肪酸と動脈硬化症2020

    • 著者名/発表者名
      平田 祐介, 松沢 厚
    • 雑誌名

      食と医療

      巻: 14 ページ: 81-89

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] トランス脂肪酸の新規毒性分子基盤に基づく包括的リスク評価2023

    • 著者名/発表者名
      柏原 直樹,平田 祐介, 蘆田 諒, 野口 拓也,松沢 厚
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 共役トランス脂肪酸によるフェロトーシス誘導機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      平田 祐介, 山田 侑杜, 野口 拓也,松沢 厚
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 共役脂肪酸による新規プログラム細胞死フェロトーシス誘導機構の解析2022

    • 著者名/発表者名
      山田 侑杜, 平田 祐介, 野口 拓也,松沢 厚
    • 学会等名
      第61回日本薬学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] フェロトーシス実行における機械刺激受容体Piezo1/TRPチャネルの機能的役割の解析2022

    • 著者名/発表者名
      平田 祐介, 松沢 厚
    • 学会等名
      レドックス R&D 戦略委員会 第2回若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Increased ion permeability of the plasma membrane through lipid peroxidation is essential for triggering of ferroptosis2022

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hirata
    • 学会等名
      Redox Week in Sendai 2022, STINT-JSPS Joint Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Peroxidation accompanied by increased cation permeability of the plasma membrane via Piezo1 engenders ferroptosis2022

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hirata, Atsushi Matsuzawa, Spencer A. Freeman, Sergio Grinstein
    • 学会等名
      Iron, Reactive Oxygen Species & Ferroptosis in Life, Death & Disease
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] トランス脂肪酸の新規毒性メカニズムに基づく包括的リスク評価2022

    • 著者名/発表者名
      平田 祐介, 蘆田 諒, 野口 拓也, 松沢 厚
    • 学会等名
      フォーラム2022 環境薬学・衛生トキシコロジー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of Lipid ROS-Mediated Biological Events Coupled with NADPH Oxidases during Ferroptosis in Macrophages2022

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hirata, Spencer A. Freeman, Sergio Grinstein
    • 学会等名
      Gordon Research Seminar
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of Lipid ROS-Mediated Biological Events Coupled with NADPH Oxidases during Ferroptosis in Macrophages2022

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hirata, Spencer A. Freeman, Sergio Grinstein
    • 学会等名
      Gordon Research Conference
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DNA損傷様式によって異なるトランス脂肪酸の細胞死シグナル促進機構2021

    • 著者名/発表者名
      山田 侑杜, 井上 綾, 蘆田 諒, 平田 祐介, 野口 拓也, 松沢 厚
    • 学会等名
      第48回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] トランス脂肪酸によるDNA損傷時の細胞死シグナル増強機構2021

    • 著者名/発表者名
      平田 祐介,山田 侑杜,井上 綾, 蘆田 諒, 野口 拓也,松沢 厚
    • 学会等名
      フォーラム2021:衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ユビキチンリガーゼRoquin-2によるTAK1活性調節を介した酸化ストレス応答制御機構2021

    • 著者名/発表者名
      小松 寛武, 平田 祐介, 野口 拓也, 松沢 厚
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] トランス脂肪酸のDNA損傷様式によって異なる細胞死促進作用の分子機構2021

    • 著者名/発表者名
      山田 侑杜, 井上 綾, 平田 祐介, 野口 拓也, 松沢 厚
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] トランス脂肪酸関連疾患の分子病態基盤の解明2021

    • 著者名/発表者名
      平田祐介
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トランス脂肪酸によるミトコンドリアROS産生を介したDNA損傷誘導性細胞死の促進機構2020

    • 著者名/発表者名
      平田 祐介, 井上 綾, 野口 拓也, 松沢 厚
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] トランス脂肪酸によるシスプラチン誘導性細胞死の促進作用機構2020

    • 著者名/発表者名
      山田 侑杜,平田 祐介,野口 拓也,松沢 厚
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] トランス脂肪酸によるDNA損傷時の細胞死促進機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      井上 綾, 平田 祐介, 野口 拓也, 松沢 厚
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] トランス脂肪酸の細胞老化促進作用による関連疾患発症機序の解明2020

    • 著者名/発表者名
      平田 祐介, 蘆田 諒, 井上 綾, 野口 拓也, 松沢 厚
    • 学会等名
      第59回日本薬学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] トランス脂肪酸によるDNA損傷時の新規細胞死促進機構2020

    • 著者名/発表者名
      山田 侑杜,平田 祐介,野口 拓也,松沢 厚
    • 学会等名
      第59回日本薬学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] トランス脂肪酸によるDNA損傷時の細胞死促進作用とその分子機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      井上 綾, 平田 祐介, 野口 拓也, 松沢 厚
    • 学会等名
      第59回日本薬学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ユビキチンリガーゼRoquin-2を介したTAK1分解による酸化ストレス応答制御機構2020

    • 著者名/発表者名
      小松 寛武, 平田 祐介, 野口 拓也, 松沢 厚
    • 学会等名
      第59回日本薬学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 蘆田 諒, 灘 雄貴, 平田 祐介, 野口 拓也, 松沢 厚2020

    • 著者名/発表者名
      新たな生体作用機序に基づくトランス脂肪酸の毒性リスク評価
    • 学会等名
      第59回日本薬学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] トランス脂肪酸のDNA損傷様式によって異なる細胞死促進機構2020

    • 著者名/発表者名
      山田 侑杜,井上 綾, 平田 祐介,野口 拓也,松沢 厚
    • 学会等名
      フォーラム2020:衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] トランス脂肪酸の新たな生体作用機序に基づく毒性リスク評価2020

    • 著者名/発表者名
      蘆田 諒, 灘 雄貴, 平田 祐介, 野口 拓也, 松沢 厚
    • 学会等名
      フォーラム2020:衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] トランス脂肪酸による細胞老化促進作用を介した関連疾患発症機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      平田 祐介,井上 綾,蘆田 諒, 野口 拓也,松沢 厚
    • 学会等名
      フォーラム2020:衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸化ストレス応答の制御機構とその破綻に伴う疾患発症の分子基盤の解明2020

    • 著者名/発表者名
      平田 祐介
    • 学会等名
      第2回医薬品開発研究センターシンポジウム 酸化ストレスと創薬
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トランス脂肪酸による細胞老化の促進作用機構および関連疾患発症機序の解明2020

    • 著者名/発表者名
      平田 祐介,井上 綾,蘆田 諒, 野口 拓也,松沢 厚
    • 学会等名
      第47回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] トランス脂肪酸によるDNA損傷誘導性細胞死の促進作用機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      井上 綾, 平田 祐介, 野口 拓也, 松沢 厚
    • 学会等名
      第47回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] トランス脂肪酸によるDNA損傷誘導性細胞死の促進作用とその分子機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      井上 綾, 平田 祐介, 野口 拓也, 松沢 厚
    • 学会等名
      日本生化学会東北支部第86回例会・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] トランス脂肪酸による細胞老化促進作用とその分子機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      平田祐介,蘆田諒, 井上綾,野口拓也,松沢厚
    • 学会等名
      日本生化学会東北支部第86回例会・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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