脳神経系における硫化水素の二次メッセンジャー8-メルカプト-cGMPに関する研究

• 研究課題/領域番号: 25430069
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経化学・神経薬理学
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 居原 秀 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60254447)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 8-メルカプト-cGMP / 8-ニトロ-cGMP / システインパーサルファイド / 活性イオウ分子 / メチル水銀 / レドックスシグナル / 8-二トロ-cGMP / 活性イオウ分子種 / 一酸化窒素/活性酸素シグナル / NO/ROSシグナル / 硫化水素 / 活性イオウ

研究成果の概要

硫化水素関連物質として、システインのSH基にイオウが過剰に付加したシステインパーサルファイドを同定し、生体内に多量に存在することを明らかにし、反応性の高さから「活性イオウ分子」と命名した。活性イオウ分子は、高い抗酸化活性とレドックスシグナル調節活性を有し、レドックスシグナルの二次メッセンジャーである8-ニトロ-cGMPを8-メルカプト-cGMPへと変換する。8-メルカプト-cGMPが脳や培養神経細胞で生成されることを質量分析法、免疫染色法で明らかにした。また、環境中親電子毒物であるメチル水銀による活性イオウ分子/レドックスシグナル調節機構の破綻による新奇の毒性発現メカニズムを解明した。

研究成果

• [雑誌論文] Redox signaling regulated by electrophiles and reactive sulfur species (2016)
  • 著者名/発表者名: Nishida M, Kumagai Y, Ihara H, Fujii S, Motohashi H, Akaike T.
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ 巻: 58 号: 2 ページ: 91-98
  • DOI: 10.3164/jcbn.15-111
  • NAID: 130005132519
  • ISSN: 0912-0009, 1880-5086
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Formation of Sulfur Adducts of N-Acetyl-p-benzoquinoneimine, an Electrophilic Metabolite of Acetaminophen in Vivo: Participation of Reactive Persulfides. (2015)
  • 著者名/発表者名: Abiko Y., Ishii I., Kamata S., Tsuchiya Y., Watanabe Y., Ihara H., Akaike T., Kumagai Y.
  • 雑誌名: Chem. Res. Toxicol. 巻: 28 号: 9 ページ: 1796-1802
  • DOI: 10.1021/acs.chemrestox.5b00245
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 8-Nitro-cGMP Enhances SNARE Complex Formation through S-Guanylation of Cys90 in SNAP25 (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kunieda, H. Tsutsuki, T. Ida, Y. Kishimoto, S. Kasamatsu, T. Sawa, N. Goshima, M. Itakura, M. Takahashi, T. Akaike, H. Ihara
  • 雑誌名: ACS Chemical Neuroscience 巻: 6 号: 10 ページ: 1715-1725
  • DOI: 10.1021/acschemneuro.5b00196
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 8-Mercapto-cyclic GMP mediates hydrogen sulfide-induced stomatal closure in Arabidopsis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Honda K, Yamada N, Yoshida R, Ihara H, Sawa T, Akaike T, Iwai S.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 56 号: 8 ページ: 1481-1489
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv069
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Nuclear-translocated Glyceraldehyde-3-phosphate Dehydrogenase Promotes Poly(ADP-ribose) Polymerase-1 Activation during Oxidative/Nitrosative Stress in Stroke. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakajima H, Kubo T, Ihara H, Hikida T, Danjo T, Nakatsuji M, Shahani N, Itakura M, Ono Y, Azuma YT, Inui T, Kamiya A, Sawa A, Takeuchi T.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 290 ページ: 14493-14503
  • 査読あり
• [雑誌論文] RSSの生体内検出とイメージング (2015)
  • 著者名/発表者名: 居原 秀、大内雄也
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 34 ページ: 397-401
• [雑誌論文] Redox signal regulation via nNOS phosphorylation at Ser847 in PC12 cells and rat cerebellar granule neurons. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kasamats S, Watanabe Y, Sawa T, Akaike T, Ihara H.
  • 雑誌名: Biochem. J. 巻: 459 号: 2 ページ: 251-263
  • DOI: 10.1042/bj20131262
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reactive cysteine persulfides and S-polythiolation regulate oxidative stress and redox signaling. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ida T, Sawa T, Ihara H, Tsucr iya Y, Watanabe Y, Kumagai Y, Suematsu M, Motohashi H, Fujii S. Matsunaga T, Yamamoto M, Ono K, Devarie-Baez N O, Xian M, Fukuto J M, Akaike T.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: (印刷中) 号: 21 ページ: 7606-7611
  • DOI: 10.1073/pnas.1321232111
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Theophylline potentiates lipopolysaccharide-induced NO production in cultured astrocytes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ogawa M, Takano K, Kawabe K, Moriyama M, Ihara H, Nakamura Y.
  • 雑誌名: Neurochem Res. 巻: 39 ページ: 107-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation, signaling functions, and metabolisms of nitrated cyclic nucleotide. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sawa T, Ihara H, Ida T, Fujii S, Nishida M and Akaike T.
  • 雑誌名: Nitric Oxide 巻: 34 ページ: 10-18
  • DOI: 10.1016/j.niox.2013.04.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitric oxide enhances increase in cytosolic Ca(2+) and promotes nicotine-triggered MAPK pathway in PC12 cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kajiwara A, Tsuchiya Y, Takata T, Nyunoya M, Nozaki N, Ihara H, Watanabe Y.
  • 雑誌名: Nitric Oxide. 巻: 34 ページ: 3-9
  • DOI: 10.1016/j.niox.2013.04.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] レドックスメタボロミクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 居原 秀
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 247 ページ: 832-838
• [学会発表] 活性イオウシグナルの分子基盤 (2016)
  • 著者名/発表者名: 居原 秀
  • 学会等名: 第32回臨床フリーラジカル会議
  • 発表場所: けぶりかわ(京都府亀岡市）
  • 年月日: 2016-01-29
  • 招待講演
• [学会発表] 活性イオウ分子のレドクスシグナル制御異常によるメチル水銀毒性の発現機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 居原 秀
  • 学会等名: 第42回日本毒性学会
  • 発表場所: 金沢市アートホール（石川県金沢市）
  • 年月日: 2015-06-29
  • 招待講演
• [学会発表] 有機水銀の新規毒性発現機構：活性イオウ分子によるNO/ROSレドクスシグナル制御の破綻 (2015)
  • 著者名/発表者名: 居原 秀
  • 学会等名: 第88回日本薬理学会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県 名古屋市）
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
  • 招待講演
• [学会発表] 有機水銀の新規毒性発現機構：活性イオウ分子のNO/ROSレドクスシグナル制御異常 (2014)
  • 著者名/発表者名: 居原 秀
  • 学会等名: フォーラム2014：衛生薬学・環境トキシコロジー
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県 つくば市）
  • 年月日: 2014-09-19 – 2014-09-20
  • 招待講演
• [学会発表] Redox signal regulation via nNOS phosphorylation at Ser847 in PC12 cells and rat cerebellar granule neurons (2014)
  • 著者名/発表者名: Ihara H, Kasamatsu S, Watanabe Y, Sawa T, Akaike T
  • 学会等名: 第8回国際NO学会学術集会
  • 発表場所: Cleveland、USA
  • 年月日: 2014-06-16 – 2014-06-20
• [学会発表] Metabolism of 8-nitro-cGMP and regulation of electrophilic signaling by reactive sulfur species (2014)
  • 著者名/発表者名: Ida T, Sawa T, Ihara H, Tsuchiya Y, Watanabe Y, Kumagai Y, Motohashi H, Fujii S, Matsunaga T, Yamamoto M, Ono K, Fukuto J, Akaike T
  • 学会等名: 第8回国際NO学会学術集会
  • 発表場所: Cleveland、USA
  • 年月日: 2014-06-16 – 2014-06-20
• [学会発表] 活性システインパーサルファイドとS-ポリチオレーションが酸化ストレスとレドックスシグナルを制御する (2014)
  • 著者名/発表者名: 井田 智章, 澤 智裕, 居原 秀, 土屋 幸弘, 松永 哲郎, 藤井重元, 熊谷 嘉人, 渡邊 泰男, Fukuto Jon, 赤池 孝章
  • 学会等名: 第14回日本NO学会学術集会
  • 発表場所: ニューオータニ佐賀（佐賀県 佐賀市）
  • 年月日: 2014-05-16 – 2014-05-17
• [学会発表] nNOSのSer847リン酸化を介したNO/ROSレドックスシグナル制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 笠松 真吾, 渡邊 泰男, 澤 智裕, 赤池 孝章, 居原 秀
  • 学会等名: 第14回日本NO学会学術集会
  • 発表場所: ニューオータニ佐賀（佐賀県 佐賀市）
  • 年月日: 2014-05-16 – 2014-05-17
• [学会発表] 有機水銀の新規毒性発現機構：活性イオウ分子種のNO/ROSシグナル制御異常 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石崎健勝, 飯田聡史, 笠松真吾, 津々木博康, 中野長久, 赤池孝章, 居原 秀
  • 学会等名: 第14回日本NO学会学術集会
  • 発表場所: ニューオータニ佐賀（佐賀県 佐賀市）
  • 年月日: 2014-05-16 – 2014-05-17
• [学会発表] Superoxide Generation from Neuronal Nitric Oxide Synthase and its Involvement in the Regulation of Nitric Oxide/Reactive Oxygen Species Signaling (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroyasu Tsutsuki, Shingo Kasamatsu, Tomoaki Ida, Tomohiro Sawa , Takaaki Akaike, Hideshi Ihara
  • 学会等名: SFRRI2014
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Synaptosomal-associated protein 25（SNAP25）のS-guanyl化によるSNARE複合体形成の調節 (2013)
  • 著者名/発表者名: 居原秀、國枝恒兵、井田智章、澤智裕、赤池孝章
  • 学会等名: 第13回日本NO学会学術集会
  • 発表場所: 沖縄
• [学会発表] 生体内システインパースルフィドの生成動態とその生理機能の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井田 智章, 澤 智裕, 土屋 幸弘, 小野 勝彦, 藤井 重元, 渡邉 泰男, 居原 秀, 赤池 孝章
  • 学会等名: 第13回日本NO学会学術集会
  • 発表場所: 沖縄
• [学会発表] NOによるp38MAPKリン酸化シグナルの増強とそのカルシウムの関与 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土屋幸宏、梶原綾、丹生谷真弓、居原秀、渡邊泰男
  • 学会等名: 第13回日本NO学会学術集会
  • 発表場所: 沖縄
• [学会発表] 小脳顆粒神経細胞におけるニコチンの神経保護効果: nNOSリン酸化によるNO/ROSシグナル制御の関与 (2013)
  • 著者名/発表者名: 笠松 真吾, 渡邊 泰男, 澤 智裕, 赤池 孝章, 居原 秀
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 新規レドックス制御因子：過イオウ化システイン誘導体のメタボローム解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井田 智章, 澤 智裕, 土屋 幸弘, 小野 勝彦, 藤井 重元, 渡邉 泰男, 居原 秀, 赤池 孝章
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 有機水銀の新規毒性発現機構： 活性イオウ分子の新電子シグナル制御異常 (2013)
  • 著者名/発表者名: 笠松真吾、澤智裕、赤池孝章、居原秀
  • 学会等名: 第30回臨床フリーラジカル会議
  • 発表場所: 京都
• [図書] 実験医学別冊「細胞の酸化ストレスを量る」 (2013)
  • 著者名/発表者名: 澤智裕、居原秀、赤池孝章
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: 羊土社