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心不全の原因となる脂質酸化依存的フェロトーシス様新規細胞死の分子メカニズムの解析

公募研究

研究領域細胞死を起点とする生体制御ネットワークの解明
研究課題/領域番号 15H01386
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関北里大学

研究代表者

今井 浩孝  北里大学, 薬学部, 教授 (50255361)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードGPx4 / フェロトーシス / 脂質酸化 / Lipo遺伝子 / 心不全 / ビタミンE / ノックアウトマウス / ビタミンE / shRNAライブラリー / GPx4
研究実績の概要

リン脂質ヒドロペルオキシドグルタチオンペルオキシダーゼ(GPx4)は、生体膜リン脂質ヒドロペルオキシドをグルタチオン依存的に還元する抗酸化酵素である。我々はこれまで心臓や精巣特異的GPx4欠損マウスにおいて正常の心筋細胞、精母細胞がGPx4欠損により脂質酸化依存的新規細胞死を誘導することを報告してきた。一方で抗ガン剤であるエラスチンやRSL3は鉄依存的脂質酸化によるフェロトーシス(非アポトーシス細胞死)を誘導することが報告され、特にRSL3はGPx4に直接結合して活性を阻害することから、フェロトーシスとGPx4欠損細胞死は同一経路によるものと考えられてきた。しかし、網羅的shRNAライブラリーによるスクリーニングから見出したGPx4欠損細胞死を抑制できるLipo遺伝子(Lipo1-5)のノックダウン細胞は、エラスチンやRSL3によるフェロトーシスを全く抑制しなかった。また脂質酸化や細胞死における鉄の依存性や致死に至る時間も全く異なることから、GPx4欠損細胞死を新しい細胞死としてリポキシトーシスと名付けた。またRSL3はGPx4以外のターゲットが致死の誘導に重要な役割を担っていることが示唆された。Lipo-1は新規遺伝子であり、そのcDNAの構造を明らかにした。またLipo-1は脂質酸化の制御に関与していることやC末端側の欠損により致死誘導活性が消失することが明らかとなった。Lipo-3は致死の実行に酵素活性中心が必要であることが明らかとなった。Lipo-4は相互作用する蛋白質の存在が示唆された。Lipo1-3のノックアウトマウスの作成に成功した。Lipo-1KOマウスは生まれにくい傾向が見られた。生まれたLipo-1,2KOマウスは正常に生育できることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 5件、 招待講演 12件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Lipid peroxidation-dependent cell death regulated by GPx4 and Ferroptosis2017

    • 著者名/発表者名
      Imai H., Matsuoka M., Kumagai T., Sakamoto T., Koumura T.
    • 雑誌名

      Curr Top Microbiol Immunol.

      巻: 403 ページ: 143-170

    • DOI

      10.1007/82_2016_508

    • NAID

      130006582347

    • ISBN
      9783319239125, 9783319239132
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Role of GPx4 in human vascular endothelial cells, and the compensatory activity of brown rice on GPx4 ablation condition.2017

    • 著者名/発表者名
      Sakai O,, Yasuzawa T,, Sumikawa Y,, Ueta T,, Imai H,, Sawabe A,, Ueshima S.
    • 雑誌名

      Pathophysiology

      巻: 24(1) 号: 1 ページ: 9-15

    • DOI

      10.1016/j.pathophys.2016.11.002

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Role of Glutathione Peroxidase 4 in Corneal Endothelial Cells.2017

    • 著者名/発表者名
      Uchida T,, Sakai O,, Imai H,, Ueta T.
    • 雑誌名

      Curr Eye Res.

      巻: 42(3) 号: 3 ページ: 380-385

    • DOI

      10.1080/02713683.2016.1196707

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Role of glutathione peroxidase 4 for oxidative homeostasis and wound repair in corneal epithelial cells.2016

    • 著者名/発表者名
      Sakai O., ,Uchida T., Imai H., Ueta T.
    • 雑誌名

      FEBS Open Bio

      巻: 6(12) 号: 12 ページ: 1238-1247

    • DOI

      10.1002/2211-5463.12141

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] GPx4により制御される脂質酸化依存的細胞死とフェロトーシス2016

    • 著者名/発表者名
      今井浩孝
    • 雑誌名

      実験医学 増刊 細胞死 新しい実行メカニズムの謎に迫り疾患を理解する

      巻: Vol.34 No.72 ページ: 37-46

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 1,Role of Glutathione Peroxidase 4 in Glutamate-induced Oxytosis in the Retina.2015

    • 著者名/発表者名
      Sakai, O., Uchida, T., Roggia, MF., Imai, H., Ueta, T., Amano, S.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 10

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nrf2 up-regulates the induction of acidic sphingomyelinase by electrophiles.2015

    • 著者名/発表者名
      Kumagai, T., Ishino, T., Yajima, Y., Nakagawa, Y., Imai, H.
    • 雑誌名

      Journal of Biochem (Tokyo)

      巻: 158 号: 2 ページ: 127-137

    • DOI

      10.1093/jb/mvv030

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] フェロトーシス-脂質酸化依存的新規細胞死―2015

    • 著者名/発表者名
      今井浩孝
    • 雑誌名

      臨床免疫・アレルギー科

      巻: 63(5) ページ: 406-414

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 脂質酸化依存的新規細胞死―フェロトーシスとGPx4欠損細胞死―における鉄の役割2017

    • 著者名/発表者名
      今井浩孝
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      仙台国際センター ( 宮城県 仙台市)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] PHGPx欠損による細胞死とフェロトーシスとの違い2017

    • 著者名/発表者名
      松岡正城、甘天如、小林祈、新井洋由、今井浩孝
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      仙台国際センター (宮城県 仙台市)
    • 年月日
      2017-03-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] GPx4に制御される脂質酸化依存的新規細胞死(フェロトーシス様細胞死)と疾患2017

    • 著者名/発表者名
      今井浩孝
    • 学会等名
      第4回 JFAS(Japan/Joy of Fatty Acids Secrets/Society)
    • 発表場所
      富士ソフトアキバプラザ (東京都 千代田区)
    • 年月日
      2017-03-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] GPx4 Depletion Induced Novel Lipid Peroxidation Dependent Cell death and Disease.2016

    • 著者名/発表者名
      Imai H.
    • 学会等名
      The 6th International Selenium Conference (Se 2016)
    • 発表場所
      Jinan University (Guangzhou, China)
    • 年月日
      2016-10-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 脂質酸化依存的新規細胞死メカニズムの解析2016

    • 著者名/発表者名
      松岡正城、小林祈、新井洋由、今井浩孝
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      仙台国際センター (宮城県 仙台市)
    • 年月日
      2016-09-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 脂質酸化依存的新規細胞死フェロトーシスとGPx4欠損細胞死2016

    • 著者名/発表者名
      今井浩孝
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      仙台国際センター (宮城県 仙台市)
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] shRNAライブラリーを用いた脂質酸化依存的な新規細胞死実行因子の探索2016

    • 著者名/発表者名
      松岡正城、松川ふみ、新井洋由、今井浩孝
    • 学会等名
      フォーラム2016衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 発表場所
      昭和大学薬学部旗の台キャンパス (東京都 品川区)
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] フェロトーシスとPHGPx欠損細胞死経路の違いの解析2016

    • 著者名/発表者名
      今井浩孝、松岡正城、新井洋由
    • 学会等名
      第25回 日本Cell death学会学術集会
    • 発表場所
      きゅりあん (東京都 品川区)
    • 年月日
      2016-09-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 網羅的shRNAライブラリースクリーニングによる脂質酸化依存的新規細胞死の実行因子の探索2016

    • 著者名/発表者名
      今井浩孝、松岡正城、新井洋由
    • 学会等名
      第19回Vitamin E Update Forum
    • 発表場所
      如水会館 (東京都 千代田区)
    • 年月日
      2016-08-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] GPx4により制御される脂質酸化依存的新規細胞死 ―フェロトーシスとの関連―2016

    • 著者名/発表者名
      今井浩孝
    • 学会等名
      第4回ATAGO Respiratory Expert Seminar
    • 発表場所
      東京慈恵医科大学 中央棟8F (東京都 港区)
    • 年月日
      2016-06-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 網羅的shRNAライブラリースクリーニングによる脂質酸化依存的新規細胞死の実行因子の探索2016

    • 著者名/発表者名
      今井浩孝、松川ふみ、新井洋由、松岡正城
    • 学会等名
      日本ビタミン学会第68回大会
    • 発表場所
      富山国際会議場 (富山県 富山市)
    • 年月日
      2016-06-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] GPx4 Depletion Induced Novel Lipid Peroxidation Dependent Cell death and Disease2016

    • 著者名/発表者名
      Imai H.
    • 学会等名
      The 13th International Conference on the Chemistry of Selenium and Tellurium (ICCST-13)
    • 発表場所
      Gifu Nagaragawa Convention Center (岐阜県 岐阜市)
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 黒酢成分による脂質酸化依存的心筋突然死の予防効果の解析2016

    • 著者名/発表者名
      今井浩孝
    • 学会等名
      第3回日本黒酢研究会
    • 発表場所
      東京ビックサイト (東京都 江東区)
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脂質酸化依存的新規細胞死実行因子Lipo-1遺伝子のスクリーニング2016

    • 著者名/発表者名
      小林祈、松川ふみ、松岡正城、今井浩孝
    • 学会等名
      日本薬学会第136年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 ( 神奈川県 横浜市 )
    • 年月日
      2016-03-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] PHGPx欠損により誘導される新規細胞死に対するスフィンゴミエリン合成酵素2(SMS2)の機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      部坂由衣、大矢梨里香、木下裕香子、原田晋作、大川信子、熊谷剛、今井浩孝
    • 学会等名
      日本薬学会第136年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 ( 神奈川県 横浜市 )
    • 年月日
      2016-03-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] GPx4欠損によるフェロトーシス様新規細胞死の分子メカニズム2016

    • 著者名/発表者名
      今井浩孝
    • 学会等名
      日本薬学会第136年会
    • 発表場所
      横浜パシフィコ( 神奈川県 横浜市)
    • 年月日
      2016-03-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Troglitazoneによる脂質酸化依存的新規細胞死抑制機構の解析2016

    • 著者名/発表者名
      松岡正城、島本雄哉、今井浩孝
    • 学会等名
      第27回ビタミンE研究会
    • 発表場所
      アルファあなぶきホール ( 香川県 香川市 )
    • 年月日
      2016-01-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] PHGPxにより制御される脂質ヒドロペルオキシド依存的新規細胞死2015

    • 著者名/発表者名
      今井浩孝
    • 学会等名
      第30回日本酸化ストレス学会関東支部会
    • 発表場所
      東海大学代々木キャンパス( 東京都 渋谷区)
    • 年月日
      2015-12-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脂質酸化依存的新規細胞死抑制化合物Troglitazoneの構造活性相関の解析2015

    • 著者名/発表者名
      小林祈、島本雄哉、松岡正城、今井浩孝
    • 学会等名
      Biochemistry and Molecular Biology (BMB2015) 第88回日本生化学会大会  第38回日本分子生物学会 合同大会
    • 発表場所
      神戸国際展示場 ( 兵庫県 神戸市 )
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 脂質酸化依存的新規細胞死(フェロトーシス)と疾患2015

    • 著者名/発表者名
      今井浩孝
    • 学会等名
      第31回Wakoワークショップ 細胞死のNew Horizon 細胞死研究の先に見えてきたもの
    • 発表場所
      東京コンファレンスセンター・品川 ( 東京都 品川区 )
    • 年月日
      2015-11-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 突然死の予防に重要なビタミンEとセレン2015

    • 著者名/発表者名
      今井浩孝
    • 学会等名
      学際生命科学東京コンソーシアム 第10回市民講演会
    • 発表場所
      お茶の水女子大共通講義棟 ( 東京都 文京区 )
    • 年月日
      2015-10-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ferroptosis regulator GPx4 or Vitamin E in heart prevents cardio sudden death in mice2015

    • 著者名/発表者名
      Imai, H., Koumura, T. and Matsuoka, M.
    • 学会等名
      Japan Australia Meeting on Cell Death
    • 発表場所
      Melbourne (Australia)
    • 年月日
      2015-10-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Suppession of generation of phospholipid hydroperoxide in heart by vitamin or GPx4 prevents cardio sudden death in mice2015

    • 著者名/発表者名
      Imai, H., Matsuoka, M., Sakamoto, T., Koumura, T. and Kumagai, T.
    • 学会等名
      56th International Conference on the Bioscience of Lipids (ICBL)
    • 発表場所
      Puerto Iguazu (Argentina)
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ビタミンEにより制御される新規フェロトーシス様細胞死と疾患2015

    • 著者名/発表者名
      今井浩孝
    • 学会等名
      フォーラム2015 衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 発表場所
      神戸学院大学薬学部 ( 兵庫県 神戸市 )
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] GPX4欠損による脂質酸化依存的新規細胞死(フェロトーシス様細胞死)のシグナル伝達機構の解析2015

    • 著者名/発表者名
      今井浩孝、松岡正城、幸村知子、坂本太郎、熊谷剛
    • 学会等名
      第24回日本Cell Death学会学術集会
    • 発表場所
      大阪大学会館 ( 大阪府 大阪市)
    • 年月日
      2015-07-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] フェロトーシス様脂質酸化依存的新規細胞死のシグナル伝達経路の解析2015

    • 著者名/発表者名
      小林祈、松川ふみ、原田晋作、松岡正城、今井浩孝
    • 学会等名
      日本ビタミン学会第67回大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂( 奈良県 奈良市 )
    • 年月日
      2015-06-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 心臟特異的PHGPx欠損マウスを用いたビタミンE低下による突然死の解析2015

    • 著者名/発表者名
      今井浩孝、一ノ瀬栞、小川丈博、松岡正城、幸村知子
    • 学会等名
      日本ビタミン学会第67回大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂( 奈良県 奈良市 )
    • 年月日
      2015-06-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 網羅的shRNAライブラリーを用いた脂質酸化依存的な新規細胞死実行因子の探索2015

    • 著者名/発表者名
      松岡正城、松川ふみ、小林祈、新井洋由、今井浩孝
    • 学会等名
      第57回日本脂質生化学会
    • 発表場所
      一橋大学一橋講堂 ( 東京都 千代田区 )
    • 年月日
      2015-05-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ドキソルビシンを用いた脂質酸化感知モデルマウスによる心毒性の解析2015

    • 著者名/発表者名
      一ノ瀬栞、幸村知子、中村仁美、福山達也、清水敦子、池田麻美、中西広樹、桑田浩、原俊太郎、今井浩孝
    • 学会等名
      第57回日本脂質生化学会
    • 発表場所
      一橋大学一橋講堂 ( 東京都 千代田区 )
    • 年月日
      2015-05-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Novel lipid peroxidation dependent cell death (Ferroptosis like cell death) by deficiency of GPx42015

    • 著者名/発表者名
      Imai, H
    • 学会等名
      2015 Spring Annual Convention of Pharmaceutical Society of Korea
    • 発表場所
      OSONG (Korea)
    • 年月日
      2015-04-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 疾患モデルの作成と利用―脂質代謝異常と関連疾患<下巻> 1.第6節 過酸化リン脂質消去酵素2015

    • 著者名/発表者名
      今井浩孝
    • 総ページ数
      413
    • 出版者
      (株)エル・アイ・シー
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 北里大学薬学部衛生化学教室ホームページ

    • URL

      http://www.pharm.kitasato-u.ac.jp/eisei/eisei/Home.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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