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レドックス超分子の生命機能解明に向けたグローバルな研究先導

研究課題

研究課題/領域番号 23K20040
研究種目

国際共同研究加速基金(国際先導研究)

配分区分基金
審査区分 生物系
研究機関東北大学

研究代表者

赤池 孝章  東北大学, 医学系研究科, 教授 (20231798)

研究分担者 本橋 ほづみ  東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (00282351)
澤 智裕  熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (30284756)
中林 孝和  東北大学, 薬学研究科, 教授 (30311195)
斎藤 芳郎  東北大学, 薬学研究科, 教授 (70357060)
花岡 健二郎  慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (70451854)
三木 裕明  京都大学, 工学研究科, 教授 (80302602)
西田 基宏  九州大学, 薬学研究院, 教授 (90342641)
魏 范研  東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (90555773)
研究期間 (年度) 2023-11-17 – 2030-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
689,000千円 (直接経費: 530,000千円、間接経費: 159,000千円)
2029年度: 92,950千円 (直接経費: 71,500千円、間接経費: 21,450千円)
2028年度: 92,950千円 (直接経費: 71,500千円、間接経費: 21,450千円)
2027年度: 92,950千円 (直接経費: 71,500千円、間接経費: 21,450千円)
2026年度: 92,950千円 (直接経費: 71,500千円、間接経費: 21,450千円)
2025年度: 92,950千円 (直接経費: 71,500千円、間接経費: 21,450千円)
2024年度: 92,950千円 (直接経費: 71,500千円、間接経費: 21,450千円)
2023年度: 131,300千円 (直接経費: 101,000千円、間接経費: 30,300千円)
キーワードレドックス超分子 / 超硫黄分子 / 酸化ストレス / レドックス超分子生命科学 / Redox Supermolecules / Global Exploration / Sulfur Biochemistry / Sulfur Biotechnology / Sulfur Medicine
研究開始時の研究の概要

本研究事業では、レドックス超分子研究分野において、研究代表者と国内連携拠点の各研究分担者らが築き上げてきたグローバルネットワークの強化と拡張・推進に向けて、緊密な共同研究と人材育成体制を整備・拡大し、長期的な視点からのグローバルな展開を図る。本事業では、長期派遣(2年から3年間)を全期間中15名および短期派遣(3ヶ月)を年間5名予定している。また、短期研修支援として年間15名の若手研究者を海外学会・ワークショップへ派遣することを予定している。本共同研究事業を契機に、これまで世界各国に散在していたグローバルなレドックス超分子の学術体系を融合・深化させた「レドックス超分子生命科学」を創成するものである。

研究実績の概要

近年、レドックス超分子による生命機能制御の視点から生命原理を理解しようとする世界的な潮流が高まってきた。生体内のレドックス超分子は量子すなわち電子エネルギー動態により支配されており、我々はこれを「レドックス超分子の先端科学」という新しい枠組みとして捉えて、国際的な共同研究を精力的に展開してきた。自然界に普遍的に存在する酸素分子や活性分子種[活性酸素や酸化窒素種等]をはじめ、生体内で活発に産生・代謝されている一連の物質を「レドックス超分子(Redox supermolecules)」と総称する。一方、地球の生命進化を牽引してきたもう一つの重要なレドックス超分子として、超硫黄分子が挙げられる。最近の国際共同研究により、世界ではじめて、単一の硫黄が連鎖した超硫黄分子が生物種普遍的に大量に産生され、エネルギー代謝や酸化ストレス制御などの多彩な生命現象に関わることが分かってきた。本研究事業では、研究代表者と国内連携拠点の各研究分担者らが築き上げてきた、レドックス超分子研究分野におけるグローバルネットワークの強化と拡張・推進に向けて、緊密な共同研究と人材育成体制を整備・拡大し、長期的な視点からのグローバルな展開を図る。当該事業推進を契機に、これまで世界各国に散在していたグローバルなレドックス超分子の学術体系を融合・深化させた「レドックス超分子生命科学」を創成するものである。このことにより世界規模の研究共創を学術と若手人材育成の観点から俯瞰し戦略的に推進することで、生命科学のみならず基礎および臨床医学さらには人類の健康福祉の向上に大きく貢献することが期待される。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

初年度である当該年度は、東北大学にレドックス研究拠点としてのリエゾンオフィスを設置し、海外の著名なレドックス研究者を招聘し、第1回国際シンポジウムを開催した。加えて、博士研究員および博士課程学生数名の海外派遣・研修を開始した。

今後の研究の推進方策

当該事業の当初目的に照らして、事業遂行の上での問題はなく順調に進展している。引き続き、国内拠点メンバーによる大学院生やポスドクの海外派遣や研修、共同研究を管理・運営することにより、レドックス超分子研究の卓越した若手人材育成を強力に推進する。

報告書

(3件)
  • 2023 研究概要(採択時) ( PDF )   審査結果の所見 ( PDF )   実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (21件) (うち国際共著 11件、 査読あり 21件、 オープンアクセス 21件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件) 図書 (2件) 備考 (4件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] German Cancer Research Center/Helmholtz(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National Institute of Oncology(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Vermont/Brown University(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Birmingham(英国)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 2H-Thiopyran-2-thione sulfine, a compound for converting H2S to HSOH/H2S2 and increasing intracellular sulfane sulfur levels2024

    • 著者名/発表者名
      Cui Qi、Shieh Meg、Pan Tony W.、Nishimura Akiyuki、Matsunaga Tetsuro、Kelly Shane S.、Xu Shi、Jung Minkyung、Ogata Seiryo、Morita Masanobu、Yoshitake Jun、Chen Xiaoyan、Robinson Jerome R.、Qian Wei-Jun、Nishida Motohiro、Akaike Takaaki、Xian Ming
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 15 号: 1 ページ: 2453-2453

    • DOI

      10.1038/s41467-024-46652-7

    • 関連する報告書
      2023 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] Essential role of ROS - 8-Nitro-cGMP signaling in long-term memory of motor learning and cerebellar synaptic plasticity2024

    • 著者名/発表者名
      Kakizawa Sho、Arasaki Tomoko、Yoshida Ayano、Sato Ayami、Takino Yuka、Ishigami Akihito、Akaike Takaaki、Yanai Shuichi、Endo Shogo
    • 雑誌名

      Redox Biology

      巻: 70 ページ: 103053-103053

    • DOI

      10.1016/j.redox.2024.103053

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regulation of innate immune and inflammatory responses by supersulfides2024

    • 著者名/発表者名
      Tsutsuki Hiroyasu、Zhang Tianli、Akaike Takaaki、Sawa Tomohiro
    • 雑誌名

      International Immunology

      巻: 36 号: 4 ページ: 143-154

    • DOI

      10.1093/intimm/dxad057

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Longevity control by supersulfide-mediated mitochondrial respiration and regulation of protein quality2024

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Akira、Yoon Sunghyeon、Matsunaga Tetsuro、Ida Tomoaki、Jung Minkyung、Ogata Seiryo、Morita Masanobu、Yoshitake Jun、Unno Yuka、Barayeu Uladzimir、Takata Tsuyoshi、Takagi Hiroshi、Motohashi Hozumi、van der Vliet Albert、Akaike Takaaki
    • 雑誌名

      Redox Biology

      巻: 69 ページ: 103018-103018

    • DOI

      10.1016/j.redox.2023.103018

    • 関連する報告書
      2023 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] Quantitative profiling of supersulfides naturally occurring in dietary meats and beans2024

    • 著者名/発表者名
      Kasamatsu Shingo、Kinno Ayaka、Miura Chiharu、Hishiyama Jun-ichi、Fukui Kensuke、Kure Shoji、Tsumura Kazunobu、Ida Tomoaki、Matsunaga Tetsuro、Akaike Takaaki、Ihara Hideshi
    • 雑誌名

      Analytical Biochemistry

      巻: 685 ページ: 115392-115392

    • DOI

      10.1016/j.ab.2023.115392

    • 関連する報告書
      2023 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] Supersulfides support bone growth by promoting chondrocyte proliferation in the growth plates2024

    • 著者名/発表者名
      Sasama Yuji、Yoshimura Kentaro、Hoshino Marie、Sasa Kiyohito、Akaike Takaaki、Morita Masanobu、Baba Kazuyoshi、Shirota Tatsuo、Miyamoto Yoichi
    • 雑誌名

      Journal of Oral Biosciences

      巻: 66 号: 1 ページ: 76-81

    • DOI

      10.1016/j.job.2023.11.004

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Redox regulation of xenobiotics by reactive sulfur and supersulfide species2024

    • 著者名/発表者名
      Zhang Tianli、Akaike Takaaki、Sawa Tomohiro
    • 雑誌名

      Antioxidants Redox Signaling

      巻: 40 号: 10-12 ページ: 679-690

    • DOI

      10.1089/ars.2022.0172

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Alkyl gallates inhibit serine O-acetyltransferase in bacteria and enhance susceptibility of drug-resistant Gram-negative bacteria to antibiotics2023

    • 著者名/発表者名
      Toyomoto Touya、Ono Katsuhiko、Shiba Tomoo、Momitani Kenta、Zhang Tianli、Tsutsuki Hiroyasu、Ishikawa Takeshi、Hoso Kanae、Hamada Koma、Rahman Azizur、Wen Liping、Maeda Yosuke、Yamamoto Keiichi、Matsuoka Masao、Hanaoka Kenjiro、Niidome Takuro、Akaike Takaaki、Sawa Tomohiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 14 ページ: 1276447-1276447

    • DOI

      10.3389/fmicb.2023.1276447

    • 関連する報告書
      2023 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] Supersulfide biology and translational medicine for disease control2023

    • 著者名/発表者名
      Barayeu Uladzimir、Sawa Tomohiro、Nishida Motohiro、Wei Fan-Yan、Motohashi Hozumi、Akaike Takaaki
    • 雑誌名

      British Journal of Pharmacology

      巻: - ページ: 1-11

    • DOI

      10.1111/bph.16271

    • 関連する報告書
      2023 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] Untargeted polysulfide omics analysis of alternations in polysulfide production during the germination of broccoli sprouts2023

    • 著者名/発表者名
      Kasamatsu Shingo、Owaki Takuma、Komae Somei、Kinno Ayaka、Ida Tomoaki、Akaike Takaaki、Ihara Hideshi
    • 雑誌名

      Redox Biology

      巻: 67 ページ: 102875-102875

    • DOI

      10.1016/j.redox.2023.102875

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hypoxic erythrocytes mediate cardioprotection through activation of soluble guanylate cyclase and release of cyclic GMP2023

    • 著者名/発表者名
      Yang Jiangning、Sundqvist Michaela L.、Zheng Xiaowei、Jiao Tong、Collado Aida、Tratsiakovich Yahor、Mahdi Ali、Tengbom John、Mergia Evanthia、Catrina Sergiu-Bogdan、Zhou Zhichao、Carlstrom Mattias、Akaike Takaaki、Cortese-Krott Miriam M.、Weitzberg Eddie、Lundberg Jon O.、Pernow John
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Investigation

      巻: 133 号: 17

    • DOI

      10.1172/jci167693

    • 関連する報告書
      2023 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] Persulfide biosynthesis conserved evolutionarily in all organisms2023

    • 著者名/発表者名
      Ogata Seiryo、Matsunaga Tetsuro、Jung Minkyung、Barayeu Uladzimir、Morita Masanobu、Akaike Takaaki
    • 雑誌名

      Antioxidants Redox Signaling

      巻: 39 号: 13-15 ページ: 983-999

    • DOI

      10.1089/ars.2023.0405

    • 関連する報告書
      2023 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] Supersulfide catalysis for nitric oxide and aldehyde metabolism2023

    • 著者名/発表者名
      Kasamatsu Shingo、Nishimura Akira、Alam Md. Morshedul、Morita Masanobu、Shimoda Kakeru、Matsunaga Tetsuro、Jung Minkyung、Ogata Seiryo、Barayeu Uladzimir、Ida Tomoaki、Nishida Motohiro、Nishimura Akiyuki、Motohashi Hozumi、Akaike Takaaki
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 9 号: 33 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1126/sciadv.adg8631

    • 関連する報告書
      2023 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] Sulfur metabolic response in macrophage limits excessive inflammatory response by creating a negative feedback loop.2023

    • 著者名/発表者名
      Takeda H, Murakami S, Liu Z, Sawa T, Takahashi M, Izumi Y, Bamba T, Sato H, Akaike T, Sekine H, Motohashi H*.
    • 雑誌名

      Redox Biology

      巻: 65 ページ: 102834-102834

    • DOI

      10.1016/j.redox.2023.102834

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Supersulphides provide airway protection in viral and chronic lung diseases2023

    • 著者名/発表者名
      Matsunaga Tetsuro、Sano Hirohito、Takita Katsuya、Morita Masanobu、Yamanaka Shun、Ichikawa Tomohiro、Numakura Tadahisa、Ida Tomoaki、Jung Minkyung、Ogata Seiryo、Yoon Sunghyeon、Fujino Naoya、Kyogoku Yorihiko、Akaike Takaaki、et al.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 号: 1 ページ: 4476-4476

    • DOI

      10.1038/s41467-023-40182-4

    • 関連する報告書
      2023 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] Glutathione trisulfide prevents lipopolysaccharide-induced retinal inflammation via inhibition of proinflammatory cytokine production in glial cells2023

    • 著者名/発表者名
      Tawarayama Hiroshi、Umeki Kota、Inoue-Yanagimachi Maki、Takahashi Naoki、Hasegawa Hirokazu、Himori Noriko、Tsuda Satoru、Kunikata Hiroshi、Akaike Takaaki、Nakazawa Toru
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 11513-11513

    • DOI

      10.1038/s41598-023-38696-4

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of methods for quantitative determination of the total and reactive polysulfides: Reactive polysulfide profiling in vegetables2023

    • 著者名/発表者名
      Kasamatsu Shingo、Kinno Ayaka、Hishiyama Jun-ichi、Akaike Takaaki、Hideshi IharaIhara Hideshi
    • 雑誌名

      Food Chemistry

      巻: 413 ページ: 135610-135610

    • DOI

      10.1016/j.foodchem.2023.135610

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Presence of <i>Helicobacter cinaedi</i> in Atherosclerotic Abdominal Aortic Aneurysmal Wall2023

    • 著者名/発表者名
      Horii Shinichiro、Sugawara Hirofumi、Goto Hitoshi、Hashimoto Munetaka、Matsunaga Tetsuro、Akamatsu Daijirou、Tajima Yuta、Umetsu Michihisa、Akaike Takaaki、Kamei Takashi
    • 雑誌名

      The Tohoku Journal of Experimental Medicine

      巻: 261 号: 1 ページ: 35-41

    • DOI

      10.1620/tjem.2023.J049

    • ISSN
      0040-8727, 1349-3329
    • 関連する報告書
      2023 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] Cystathionine γ-lyase self-inactivates by polysulfidation during cystine metabolism2023

    • 著者名/発表者名
      Araki Shoma、Takata Tsuyoshi、Ono Katsuhiko、Sawa Tomohiro、Kasamatsu Shingo、Ihara Hideshi、Kumagai Yoshito、Akaike Takaaki、Watanabe Yasuo、Tsuchiya Yukihiro
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 24 号: 12 ページ: 9982-9982

    • DOI

      10.3390/ijms24129982

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reactive sulfur species omics analysis in the brain tissue of the 5xFAD mouse model of Alzheimer’s disease2023

    • 著者名/発表者名
      Kinno Ayaka、Kasamatsu Shingo、Akaike Takaaki、Ihara Hideshi
    • 雑誌名

      Antioxidants

      巻: 12 号: 5 ページ: 1105-1105

    • DOI

      10.3390/antiox12051105

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of sulfides and persulfides is not impeded by disruption of three canonical enzymes in sulfur metabolism2023

    • 著者名/発表者名
      Zainol Abidin Qamarul Hafiz、Ida Tomoaki、Morita Masanobu、Matsunaga Tetsuro、Nishimura Akira、Jung Minkyung、Hassan Naim、Takata Tsuyoshi、Ishii Isao、Kruger Warren、Wang Rui、Motohashi Hozumi、Tsutsui Masato、Akaike Takaaki
    • 雑誌名

      Antioxidants

      巻: 12 号: 4 ページ: 868-868

    • DOI

      10.3390/antiox12040868

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Supersulfide redox biology in life science and its translational medicine for disease control2024

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Akaike
    • 学会等名
      International Symposium “Signals for Human, Animal and Planetary Health: From Metabolites To Biological Interactions” (Tokyo Univ.)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超硫黄分子のラマン分光イメージングを駆使した定量分析2023

    • 著者名/発表者名
      赤池 孝章
    • 学会等名
      CREST「多細胞」領域,第5回領域会議プログラム・連携課題(浜松)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Supersulfides-mediated cellular protection from lipid oxidation and ferroptosis2023

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Akaike
    • 学会等名
      3rd Annual Meeting of the DFG founded Priority Programme (Heidelberg, Germany)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超硫黄分子の発見と生理機能の解明2023

    • 著者名/発表者名
      赤池孝章
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会・特別講演 (福岡)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 定量的超硫黄オミックス・イメージング技術の開発と標準化プロトコールの確立2023

    • 著者名/発表者名
      赤池 孝章
    • 学会等名
      学術変革領域研究(A) 「硫黄生物学」第3回領域会議・超硫黄フロンティアシンポジウム2023(熊本)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Supersulfide biology and translational medicine for disease control2023

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Akaike
    • 学会等名
      Chemical Biology/Redox Biology Seminar (Rhode Island, USA)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超硫黄分子によるエネルギー産生と過酸化脂質・カルボニル代謝制御2023

    • 著者名/発表者名
      赤池孝章
    • 学会等名
      名古屋大学大学院生命農学研究科・特別セミナー(名古屋)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 呼吸器疾患最新の治療2025-2026(超硫黄分子による呼吸器疾患制御と呼気オミックス)2024

    • 著者名/発表者名
      緒方星陵, 松永哲郎, 赤池孝章
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      南江堂
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [図書] 酸化ストレスの医学 改訂第3版(超硫黄分子の化学と生理機能)2024

    • 著者名/発表者名
      緒方星陵, Uladzimir Barayeu, 赤池孝章
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      診断と治療社
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 東北大学大学院医学系研究科環境医学分野ホームページ

    • URL

      http://www.toxicosci.med.tohoku.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] Research Mapマイポータル

    • URL

      https://researchmap.jp/AkaikeT

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 「島津製作所×東北大学 超硫黄生命科学共創研究所」を設置

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      https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2024/03/press20240313-04-shimazu.html

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      2023 実施状況報告書
  • [備考] 「超硫黄分子」の寿命延長効果を発見 ~新たなサプリメントや健康法の開発に期待~

    • URL

      https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2024/01/press20240119-01-supersulfides.html

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公開日: 2023-11-20   更新日: 2024-12-25  

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