南カリフォルニアでの大気中反応性有害物質の検出と生体応答評価系の開発

• 研究課題/領域番号: 22406004
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 海外学術
• 研究分野: 環境系薬学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 熊谷 嘉人 筑波大学, 医学医療系, 教授 (00250100)
• 研究分担者: 新開 泰弘 筑波大学, 医学医療系, 助教 (10454240)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円); 2012年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2011年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2010年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: 大気中揮発物質 / 親電子物質 / Keap1/Nrf2 / グルタチオン / 化学修飾 / Nrf2/Keap1システム

研究概要

大気汚染物質は粒子状物質と揮発性成分に大別できる。これまで粒子状物質が生体に及ぼす影響については数多く報告されているが、揮発性成分が生体に与える影響についての知見は非常に乏しい。ヒト気道上皮細胞を南カルフォルニア地域にて採取した大気中揮発性成分に曝露し、網羅的な遺伝子発現解析を行ったところ、主に生体防御に関わる遺伝子群の発現誘導が生じた。これと一致して、転写因子Nrf2の活性化およびその下流遺伝子群の発現亢進が見られ、その要因として、揮発性成分中の親電子物質が関与していることが示唆された。一方、気管支炎や喘息の罹患には大気中微小粒子による炎症性サイトカインの発現上昇が関与することが示唆されているが、揮発性成分は炎症性遺伝子群の発現誘導を引き起こさないことが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Interaction of 9,10-phenanthraquinone with dithiol causes oxidative modification of Cu,Zn-superoxide dismutase (SOD) through redox cycling (2013)
  • 著者名/発表者名: Koizumi R, Taguchi K, Hisamori M, Kumagai Y.
  • 雑誌名: Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ 巻: 38 号: 3 ページ: 317-324
  • DOI: 10.2131/jts.38.317
  • NAID: 10031158897
  • ISSN: 0388-1350, 1880-3989
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction of 9,10-phenanthraquinone with dithiol causes oxidative modification of Cu,Zn-superoxide dismutase (SOD) through redox cycling. (2013)
  • 著者名/発表者名: Koizumi R
  • 雑誌名: Journal of Toxicological Sciences 巻: 38
  • 査読あり
• [雑誌論文] A method for detecting covalent modification of sensor proteins associated with 1,4-naphthoquinone-induced activation of electrophilic signal transduction pathways (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirose R, Miura T, Sha R, Shinkai Y, Tanaka-Kagawa T, Kumagai Y.
  • 雑誌名: Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ 巻: 37 号: 5 ページ: 891-898
  • DOI: 10.2131/jts.37.891
  • NAID: 130004447003
  • ISSN: 0388-1350, 1880-3989
  • 査読あり
• [雑誌論文] The chemical biology of naphthoquinones and its environmental implications (2012)
  • 著者名/発表者名: Kumagai Y
  • 雑誌名: Annual Review of Pharmacology and Toxicology 巻: 52 号: 1 ページ: 221-247
  • DOI: 10.1146/annurev-pharmtox-010611-134517
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peroxiredoxin 6 is a molecular target for 1,2-naphthoquinone, an atmospheric electrophile, in human pulmonary epithelial A549 cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Takayama N
  • 雑誌名: Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ 巻: 36 号: 6 ページ: 817-821
  • DOI: 10.2131/jts.36.817
  • NAID: 10030037072
  • ISSN: 0388-1350, 1880-3989
  • 査読あり
• [雑誌論文] Initial response and cellular protection through the Keap1/Nrf2 system during exposure of primary mouse hepatocytes to 1,2-naphthoquinone (2011)
  • 著者名/発表者名: Miura T, Shinkai Y, Jiang HY, Iwamoto N, Sumi D, Taguchi K, Yamamoto M, Jinno H, Tanaka-Kagawa T, Cho AK, Kumagai Y
  • 雑誌名: Chem Res Toxicol 巻: 24 号: 4 ページ: 559-567
  • DOI: 10.1021/tx100427p
  • 査読あり
• [雑誌論文] Initial response and cellular protection through the Keap1/Nrf2 system during exposure of primary mouse hepatocytes to 1, 2-naphthoquinone. (2011)
  • 著者名/発表者名: Miura T
  • 雑誌名: Chemical Research in Toxicology 巻: 印刷中(掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diesel exhaust particles induce a Th2 phenotype in mouse naive mononuclear cells in vitro (2010)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, Koike E, Endo A, Sumi D, Kumagai Y, Hayakawa K, Kiyono M, Tanaka M, Takano H.
  • 雑誌名: Experimental and Therapeutic Medicine 巻: 1 号: 5 ページ: 761-767
  • DOI: 10.3892/etm.2010.129
  • 査読あり
• [雑誌論文] Redox and electrophilic properties ofvapor- and particle-phase components of ambient aerosols (2010)
  • 著者名/発表者名: Eiguren-Fernandez A, Shinyashiki M, Schmitz DA, Distefano E, Hinds W, Kumagai Y, Cho AK, Froines JR
  • 雑誌名: Environmental Research 巻: 110 号: 3 ページ: 207-212
  • DOI: 10.1016/j.envres.2010.01.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biochemical and cellular effects of electrophiles present in ambient air samples (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto N, Nishiyama A, Eiguren-Fernandez A, Hinds W, Kumagai Y, Froines JR, Cho AK, Shinyashiki M
  • 雑誌名: Atmospheric Environment 巻: 44 号: 12 ページ: 1483-1489
  • DOI: 10.1016/j.atmosenv.2010.01.045
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of sensory nerves and TRPV1 receptors in the rat airway inflammatory response to two environment pollutants: diesel exhaust particles (DEP) and 1,2-naphthoquinone (1,2-NQ) (2010)
  • 著者名/発表者名: Teles AM, Kumagai Y, Brain SD, Teixeira SA, Varriano AA, Barreto MA, de Lima WT, Antunes E, Muscara MN, Costa SK.
  • 雑誌名: Archives of Toxicology 巻: 84 号: 2 ページ: 109-117
  • DOI: 10.1007/s00204-009-0427-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diesel exhaust particles induce a Th2 phenotype in mouse naive mononuclear cells in vitro. (2010)
  • 著者名/発表者名: Inoue K
  • 雑誌名: Experimental and Therapeutic Medicine 巻: 1 ページ: 761-767
  • 査読あり
• [雑誌論文] Redox and electrophilic properties of vapor-and particle phase components of ambient aerosols. (2010)
  • 著者名/発表者名: Eiguren-Fernandez A
  • 雑誌名: Environmental Research 巻: 110 ページ: 207-212
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biochemical and cellular effects of electrophiles present in ambient air samples. (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto N
  • 雑誌名: Atmospheric Environment 巻: 44 ページ: 1483-1489
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of sensory nerves and TRPV1 receptors in the rat airway inflammatory response to two environment pollutants diesel exhaust partitles(DEP)and 1, 2-naphthoquinone(1, 2-NQ). (2010)
  • 著者名/発表者名: Teles AM
  • 雑誌名: Archives of Toxicology 巻: 84 ページ: 109-117
  • 査読あり
• [学会発表] Activation of Heat Shock Response during exposure of human epithelial A431 cells to an environmental electrophile, 1,4-naphthoquinone (2013)
  • 著者名/発表者名: Sha R, Shinkai Y, Kumagai Y.
  • 学会等名: 第12回分子予防環境医学研究会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2013-02-02
• [学会発表] 環境中親電子物質によるタンパク質の化学修飾とそれに対する応答戦略 (2012)
  • 著者名/発表者名: 熊谷嘉人
  • 学会等名: 第39回日本毒性学会学術年会シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2012-07-19
• [学会発表] Invasion of environmental electrophiles into cells, resulting in a modulation of cellular signaltransduction pathways (2012)
  • 著者名/発表者名: Kumagai Y
  • 学会等名: UK-Japan Research Symposium. Molecular Mechanisms of Stress Response in Disease
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2012-04-07
• [学会発表] 大気中親電子物質:タンパク質の化学修飾を介した有害反応とそれに対する生体側の防御戦略 (2011)
  • 著者名/発表者名: 熊谷嘉人
  • 学会等名: 日本自動車研究所講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-11-25
• [学会発表] 大気中親電子物質:タンパク質の化学修飾を介した有害反応とそれに対する生体側の防御戦略 (2011)
  • 著者名/発表者名: 熊谷嘉人
  • 学会等名: 日本自動車研究所講演会
  • 発表場所: 東京都(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-25
• [学会発表] 環境中親電子物質に対する生体応答およびリスク軽減戦略 (2011)
  • 著者名/発表者名: 熊谷嘉人.
  • 学会等名: 第4回エコファーマシンポジウム
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2011-02-08
• [学会発表] 環境中親電子物質に対する生体応答およびリスク軽減戦略 (2011)
  • 著者名/発表者名: 熊谷嘉人
  • 学会等名: 第4回エコファーマシンポジウム
  • 発表場所: 熊本県(熊本市)
  • 年月日: 2011-02-08
• [学会発表] Activation of Heat Shock Response during exposure of human epithelial A431 cells to an environmental electrophile, 1,4-naphthoquinone.
  • 著者名/発表者名: Liang Sha
  • 学会等名: 第12回分子予防環境医学研究会
  • 発表場所: つくば
• [学会発表] 環境中親電子物質によるタンパク質の化学修飾とそれに対する応答戦略.
  • 著者名/発表者名: 熊谷嘉人
  • 学会等名: 第39回日本毒性学会学術年会シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 招待講演
• [学会発表] Invasion of environmental electrophiles into cells, resulting in a modulation of cellular signal transduction pathways. U
  • 著者名/発表者名: Kumagai Y
  • 学会等名: K-Japan Research Symposium. Molecular Mechanisms of Stress Response in Disease
  • 発表場所: つくば
  • 招待講演
• [図書] 改定版分子予防環境医学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 熊谷嘉人
  • 出版者: 本の泉社
• [備考]
  • URL: http://www.md.tsukuba.ac.jp/environmental_medicine/index.html
• [備考] 環境生物学研究室
  • URL: http://www.md.tsukuba.ac.jp/environmental_medicine/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.md.tsukuba.ac.jp/environmental_medicine/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.md.tsukuba.ac.jp/community-med/environmentalmedicine/main/toppage.html