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フェロトーシスにおけるグルタチオン代謝関連産物とその代謝酵素の生理機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K16141
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分48040:医化学関連
研究機関山形大学

研究代表者

小林 翔  山形大学, 農学部, 准教授 (10779490)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードグルタチオン代謝 / フェロトーシス / システイン供給経路 / システイン再利用経路 / フェロトーシス細胞認識抗体 / フェロトーシスを制御する食品由来成分 / システイン / 機能性成分 / グルタチン / グルタチオン / CNDP2 / γグルタミルペプチド
研究開始時の研究の概要

活性酸素種の消去を担うグルタチオン(GSH)が枯渇すると細胞はフェロトーシスにより死滅する。GSHの代謝過程ではシステイニルグリシン(Cys-Gly)やγグルタミルペプチド(γGlu-Pep)類といったジペプチド生じるがこれらの生理機能は十分に解明されていない。本研究では、フェロトーシスに焦点を当て、遺伝子改変マウスや培養細胞を用いてCys-Gly分解酵素であるCNDP2の役割の解明およびγGlu-Pep類の生理機能の解明を目的とし、フェロトーシスに関連する疾患の治療や創薬への礎とする。

研究成果の概要

本期間中に行った研究とその成果は次の通りである。1)新規フェロトーシス抑制遺伝子のCNDP2を欠損するマウスをゲノム編集を用いて樹立した。CNDP2欠損マウスは、アセトアミノフェン誘導性肝障害に脆弱であり、生化学的および組織学的解析によってより重篤な肝障害と腎障害が認められた。2)フェロトーシス細胞を直接判定する方法の開発のため、既存の脂質過酸化反応マーカーである4-HNE認識抗体よりも特異性の高いフェロトーシス細胞認識ラットモノクローナル抗体の作出に成功した。3)食品等からフェロトーシスを制御する食品由来成分の探索を行った所、ニンニクおよび黄柏抽出物にフェロトーシスを抑制する効果を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により樹立したCNDP2欠損マウスを用いて解析を行うことで、グルタチオンの分解を介したシステイン再利用経路の生理機能を解明することは、抗がん剤耐性を持つ癌を標的とした新たな治療薬の開発にもつながると考えている。また、本研究により作出したフェロトーシス認識ラットモノクローナル抗体は、フェロトーシスの分子機構や各種の病態におけるフェロトーシスの関与を解明するツールとして有用であると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021 2020 その他

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 5件) 学会発表 (8件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Lifespan extension with preservation of hippocampal function in aged system xc?-deficient male mice2022

    • 著者名/発表者名
      L Verbruggen、G Ates 、O Lara、J D Munck 、A Villers、L D Pauw、S Ottestad-Hansen、S Kobayashi、P Beckers、P Janssen、H Sato、Y Zhou、E Hermans、R Njemini、L Arckens、N C Danbolt、D D Bundel、J L Aertsi、K Barbet、B Guillaume、L Ris、E Bentea、A Massie
    • 雑誌名

      Molecular Psychiatry

      巻: - 号: 4 ページ: 2355-2368

    • DOI

      10.1038/s41380-022-01470-5

    • 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] Nitric oxide protects against ferroptosis by aborting the lipid peroxidation chain reaction2021

    • 著者名/発表者名
      Homma Takujiro、Kobayashi Sho、Conrad Marcus、Konno Hiroyuki、Yokoyama Chikako、Fujii Junichi
    • 雑誌名

      Nitric Oxide

      巻: 115 ページ: 34-43

    • DOI

      10.1016/j.niox.2021.07.003

    • 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] Carnosine dipeptidase II (CNDP2) protects cells under cysteine insufficiency by hydrolyzing glutathione-related peptides2021

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Sho、Homma Takujiro、Okumura Nobuaki、Han Jia、Nagaoka Keita、Sato Hideyo、Konno Hiroyuki、Yamada Sohsuke、Takao Toshifumi、Fujii Junichi
    • 雑誌名

      Free Radical Biology and Medicine

      巻: 174 ページ: 12-27

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2021.07.036

    • 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] LAT1 inhibitor JPH203 sensitizes cancer cells to radiation by enhancing radiation-induced cellular senescence2021

    • 著者名/発表者名
      Bo Tomoki、Kobayashi Sho、Inanami Osamu、Fujii Junichi、Nakajima Osamu、Ito Tsunekata、Yasui Hironobu
    • 雑誌名

      Translational Oncology

      巻: 14 号: 11 ページ: 101212-101212

    • DOI

      10.1016/j.tranon.2021.101212

    • 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] Characterization of a rat monoclonal antibody raised against ferroptotic cells2021

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Sho、Harada Yumi、Homma Takujiro、Yokoyama Chikako、Fujii Junichi
    • 雑誌名

      Journal of Immunological Methods

      巻: 489 ページ: 112912-112912

    • DOI

      10.1016/j.jim.2020.112912

    • 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] Superoxide produced by mitochondrial complex III plays a pivotal role in the execution of ferroptosis induced by cysteine starvation2021

    • 著者名/発表者名
      Homma Takujiro、Kobayashi Sho、Sato Hideyo、Fujii Junichi
    • 雑誌名

      Archives of Biochemistry and Biophysics

      巻: 700 ページ: 108775-108775

    • DOI

      10.1016/j.abb.2021.108775

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitric oxide produced by NOS2 copes with the cytotoxic effects of superoxide in macrophages2021

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Sho、Homma Takujiro、Fujii Junichi
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 26 ページ: 100942-100942

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2021.100942

    • 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] Erythrocytes as a preferential target of oxidative stress in blood2021

    • 著者名/発表者名
      Fujii Junichi、Homma Takujiro、Kobayashi Sho、Warang Prashant、Madkaikar Manisha、Mukherjee Malay B.
    • 雑誌名

      Free Radical Research

      巻: Jan17 号: 8 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1080/10715762.2021.1873318

    • 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] Cysteine preservation confers resistance to glutathione-depleted cells against ferroptosis via CDGSH iron sulphur domain-containing proteins (CISDs)2020

    • 著者名/発表者名
      Homma Takujiro、Kobayashi Sho、Fujii Junichi
    • 雑誌名

      Free Radical Research

      巻: 54 号: 6 ページ: 397-407

    • DOI

      10.1080/10715762.2020.1780229

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iron loading exerts synergistic action via a different mechanistic pathway from that of acetaminophen-induced hepatic injury in mice2020

    • 著者名/発表者名
      Moon Gyul、Kobayashi Sho、Aung Naing Ye、Yamada Ken-ichi、Yamakawa Mitsunori、Fujii Junichi
    • 雑誌名

      Free Radical Research

      巻: 54 号: 8-9 ページ: 606-619

    • DOI

      10.1080/10715762.2020.1819996

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] フェロトーシスを制御するシステイン供給経路2022

    • 著者名/発表者名
      小林翔、本間拓二郎、今野博行、佐藤英世、藤井順逸.
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] CNDP2はグルタチオン由来のCys-Glyを分解することでCysの再利用を促進しフェロトーシスからの防御に働く2021

    • 著者名/発表者名
      小林翔、本間拓二郎、奥村宣明、韓佳、長岡敬太、佐藤英世、今野博行、山田壮亮、高尾敏文、藤井順逸.
    • 学会等名
      第74回日本酸化ストレス学会・第21回日本NO学会合同学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 一酸化窒素は過酸化脂質ラジカルを消去することでフェロトーシスを抑制する2021

    • 著者名/発表者名
      本間拓二郎、小林翔、藤井順逸
    • 学会等名
      第74回日本酸化ストレス学会・第21回日本NO学会合同学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] D-システインは細胞内グルタチオン依存的にフェロトーシスを抑制する2021

    • 著者名/発表者名
      本間拓二郎、尾崎司、小林翔、藤井順逸
    • 学会等名
      第 16 回 D-アミノ酸学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 一酸化窒素による新規細胞死フェロトーシス抑制機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      本間拓二郎、小林翔、藤井順逸
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] フェロトーシス細胞を認識するラットモノクローナル抗体の作製とその性質2020

    • 著者名/発表者名
      小林翔、原田裕未、本間拓二郎、横山智哉子、藤井順逸
    • 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] マクロファージ NOS2 の生成する NO はスーパーオキシドの毒性消去に働く.2020

    • 著者名/発表者名
      本間 拓二郎、小林 翔、藤井 順逸.
    • 学会等名
      第73回日本酸化ストレス学会・第20回日本NO学会合同学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] グルタチオン合成阻害環境下における鉄硫黄クラスター形成反応のフェロトーシス感受性への関与2020

    • 著者名/発表者名
      本間拓二郎、小林翔、藤井順逸
    • 学会等名
      第73回日本酸化ストレス学会・第20回日本NO学会合同学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 山形大学 研究者情報

    • URL

      http://yudb.kj.yamagata-u.ac.jp/search?m=home&l=ja

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] 山形大学大学院 医学系研究科 生命環境医科学専攻 生化学・分子生物学講座

    • URL

      https://www.id.yamagata-u.ac.jp/BiochemII/b2.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-01-30  

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