内因性一酸化炭素COの産生調節機構の解明と新規メディカルガスによる治療基盤の構築

• 研究課題/領域番号: 22K06136
• 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43030:機能生物化学関連
• 研究機関: 久留米大学
• 研究代表者: 東元 祐一郎 久留米大学, 医学部, 教授 (40352124)
• 研究分担者: 松井 孝憲 久留米大学, 医学部, 准教授 (10425233) ; 中川 夏美 北海道大学, 理学研究院, 助教 (30881528)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2022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: 一酸化炭素 / 内因性一酸化炭素 / 翻訳後修飾 / タンパク質間相互作用

研究開始時の研究の概要

一酸化炭素には、抗炎症作用、細胞保護作用、抗酸化ストレス作用があることが明らかになりつつある。CO放出薬剤などを利用した臨床応用も盛んに進められている一方で、生体内においても一酸化炭素はヘムの分解過程において常時放出されている。しかしながらそのメカニズムや活性調節機構は不明である。本研究では生体内一酸化炭素の活性調節機構を明らかにすることを目的としている。

研究実績の概要

新規メディカルガスとして着目されている一酸化炭素は、生体内でヘム代謝酵素(HO)によって常時産出されている。生体内で発生したCOは抗がん作用、抗炎症作用などを引き起こすことが明らかになりつつあるが、その詳細な分子メカニズムは不明のままである。そこで今回は特に生体内で発生しているCOのターゲットとなる分子の探索を行った。種々の培養細胞（A375, Sk-mel188 human melanoma cell lineAGS, MKN-28, MKN-459 gastric adenocarcinoma cell line）を利用して、種々の濃度のCOガスで刺激をしたのち、2D-PAGE、質量分析法によりマッピング作業を行った。その結果、数十種類のタンパク質の増減が確認された。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

各種細胞毎に最適なCO濃度が異なりその条件検討に時間を要したため

今後の研究の推進方策

今回用いた細胞以外にも一酸化炭素の暴露によって生理効果が認められている培養細胞が数種類報告されているため、その細胞においても同様の実験を行い、CO依存のタンパク質の同定を検討する

研究成果

• [雑誌論文] Heparin and β2-microglobulin amyloidogenesis. (2023)
  • 著者名/発表者名: Higashimoto, Y., Motomiya, Y.:
  • 雑誌名: GSC Biol. Pharm. Sci. 巻: 22 号: 2 ページ: 70-78
  • DOI: 10.30574/gscbps.2023.22.2.0061
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] SMTP-44D inhibits atherosclerotic plaque formation in apolipoprotein-E null mice partly by suppressing the AGEs-RAGE axis. (2023)
  • 著者名/発表者名: Terasaki, M., Shibata, K., Mori, Y., Saito, T., Matsui, T., Ohara, M., Fukui, T., Hasumi, K., Higashimoto, Y., Nobe, K., Yamagishi, S.
  • 雑誌名: Int. J. Mol. Sci. 巻: 24 号: 7 ページ: 6505-6518
  • DOI: 10.3390/ijms24076505
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Therapeutic potential of DNA aptamer for dialysis-related amyloidosis. (2022)
  • 著者名/発表者名: Higashimoto, Y., Motomiya, Y.
  • 雑誌名: Int. J. Clin. Nephrol. 巻: 4 号: 3 ページ: 1-5
  • DOI: 10.31579/2834-5142/041
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Serum intact and total fibroblast growth factor 23 levels and iron-related parameters in hemodialysis patients. (2022)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K., Motomiya, Y., Kaneko Y., Higashimoto, Y., Yoneda, T.
  • 雑誌名: J. Clin. Med. Res. 巻: 4 ページ: 1-18
  • DOI: 10.37191/mapsci-2582-4333-4(5)-124
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 終末糖化産物（AGEs）の阻害による老年病の包括的抑制 (2022)
  • 著者名/発表者名: 松井孝憲、東元祐一郎、山岸昌一
  • 学会等名: 第22回日本抗加齢医学会総会
• [学会発表] DNAアプタマーによる終末糖化産物受容体の阻害は老年疾患を包括的に抑制する (2022)
  • 著者名/発表者名: 外川内亜美、東元祐一郎、古賀義法、西野友梨、松井孝憲、山岸昌一
  • 学会等名: 第22回日本抗加齢医学会総会
• [学会発表] DNAアプタマーを用いた終末糖化産物受容体(RAGE)の阻害によるマウス敗血症の治療法の開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 古賀義法、松井孝憲、外川内亜美、東元祐一郎、角間辰之、秋葉純、八木実、山岸昌一
  • 学会等名: 第45回日本分子生物学会年会