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2016 年度 実施状況報告書

細胞外ヒストンの光と影-抗微生物作用並びに細胞毒性に関わる分子内配列の探索と応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K07134
研究機関東邦大学

研究代表者

岩室 祥一  東邦大学, 理学部, 教授 (70221794)

研究分担者 小林 哲也  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (00195794)
菊山 榮  早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 名誉教授 (20063638)
蓮沼 至  東邦大学, 理学部, 講師 (40434261)
岡田 令子  静岡大学, 理学部, 講師 (50386554)
中野 真樹  東邦大学, 理学部, 博士研究員 (20646195)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードヒストン / 抗菌ペプチド / 細胞毒性 / 細胞膜透過ペプチド / 生体防御ペプチド / 両生類 / Rana ulma
研究実績の概要

ヒストンは、細胞の核内においてはヌクレオソームを形成し、遺伝子の転写制御に深く関与するタンパク質として広く認知されている。一方、近年の研究により、ヒストンは細胞外においては細胞に対し傷害性を発揮するため、微生物細胞に対しては抗菌作用を、真核細胞に対しては毒性を示すという、生体防御における二面性をもつ。本研究では、1年目に完全長のヒストンH3の抗菌スペクトラムと種々の真核細胞に対する毒性を解析・明らかにしたので、2年目(昨年度)はヒストンH3分子内のどの領域がその抗菌活性や細胞毒性を発揮するのかを特定することを目的とした。ヒストンH3を4つの領域に分け、その配列に対応するペプチドを合成し、微量液体希釈法並びにMTTアッセイ法を用いて解析した結果、それぞれの作用をもつ領域を特定することができた。さらに、代表者らはヒストンH2Bに細胞膜透過性が存在することも過去に報告しており、今回、その作用に必要となる領域と配列の絞り込みにも成功した。これらの成果はいずれも学会に発表を行っている。また、本研究と同様の実験手法を利用し、Rana ulma(リュウキュウアカガエル)の皮膚からcDNAクローニングにより得られた生体防御ペプチドについて、グラム陰性菌・グラム陽性菌・真菌に対する抗微生物活性ならびに真核細胞に対する細胞毒性の有無の検証を行った。R. ulmaは2011年にRana okinavanaから再分類された種であることから、その生体防御ペプチドに関する研究は行われておらず、我々の成果はその最初のものである。その成果を報告するための投稿用の論文はほぼでき上がった状態である。

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

研究は当初の計画通りに進み、成果は国内外の学会等で発表済みもしくは発表を控えている。学術論文の執筆に優先して3件の図書の執筆を行ったため(1件は出版済み、2件は未発表も校正段階)、論文執筆がやや遅れていることから、このような自己評価とした。

今後の研究の推進方策

ヒストンH3分子について、抗菌性と細胞毒性を発揮する領域が特定できたので、それぞれを作用させた細菌および真核細胞について走査型電子顕微鏡による形態観察を行い、細胞傷害性の作用機序を明らかにし、投稿用の論文を執筆する。また、その領域の配列をもつペプチドが細胞や生体に及ぼす影響を検証するため、ペプチドで処理した培養細胞における炎症応答マーカー遺伝子発現の半定量的解析や、ペプチドを投与した動物(カイコを検討中)での敗血症の発症の有無を観察するとともに、ペプチドに対する抗体を用いることによりそれぞれの反応を抑制できるかどうかを検証する。また、ヒストンH2B分子に由来する細胞膜透過ペプチドを得たので、これを分子内キャリアとして機能的なペプチドの配列やsiRNAを結合させ、細胞内への導入を試みる。

次年度使用額が生じた理由

主に、謝金等人件費をせずに研究を遂行できたため、差額が生じた。また、次年度の関連学会の多くが地方開催であることがわかり、その旅費分として繰り越した。

次年度使用額の使用計画

主に、研究において必要なペプチド合成の受託のための費用とする。業者に依頼するため、謝金ではなく物品費としての使用となる。また、発表を検討している関連学会の多くが地方開催(分子生物学会:神戸、動物学会:富山、ペプチド学会:京都、比較内分泌学会:奈良)となるため、その旅費にも使用する。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 細胞外ヒストンの抗菌作用2016

    • 著者名/発表者名
      岩室祥一
    • 雑誌名

      比較内分泌学

      巻: 42 ページ: 112-113

    • 査読あり
  • [学会発表] アカハライモリのアルギニンバソトシンV2b受容体の発現とその機能2017

    • 著者名/発表者名
      小野慧, 豊田ふみよ, 岩室祥一, 菊山榮, 蓮沼至
    • 学会等名
      日本動物学会第69回関東支部大会
    • 発表場所
      筑波大学文京キャンパス(東京都・文京区)
    • 年月日
      2017-03-11
  • [学会発表] 魔弾の射手:両生類の先天的防御機構2016

    • 著者名/発表者名
      岩室祥一, 小林哲也
    • 学会等名
      第41回日本比較内分泌学会大会及びシンポジウム
    • 発表場所
      北里大学相模原キャンパス(神奈川県・相模原市)
    • 年月日
      2016-12-10
    • 招待講演
  • [学会発表] リュウキュウアカガエル(Rana ulma)皮膚の生体防御ペプチド2016

    • 著者名/発表者名
      小川大輔, 古川真帆, 持立真希, 小林哲也, 菊山榮, 蓮沼至, 岩室祥一
    • 学会等名
      第41回日本比較内分泌学会大会及びシンポジウム
    • 発表場所
      北里大学相模原キャンパス(神奈川県・相模原市)
    • 年月日
      2016-12-10
  • [学会発表] ウシガエル生体防御ペプチドcatesbeianalectinの脳内発現解析2016

    • 著者名/発表者名
      中野真樹, 小林浩志, 杉山恵利香, 藤澤静香, 小林哲也, 菊山榮, 蓮沼至, 岩室祥一
    • 学会等名
      第41回日本比較内分泌学会大会及びシンポジウム
    • 発表場所
      北里大学相模原キャンパス(神奈川県・相模原市)
    • 年月日
      2016-12-10
  • [学会発表] ニホンウズラ(Coturnix japonica)におけるβ-Defensinの遺伝子発現2016

    • 著者名/発表者名
      ファムディン・ユイ,蓮沼至,岩室祥一,菊山榮,小林哲也
    • 学会等名
      第41回日本比較内分泌学会大会及びシンポジウム
    • 発表場所
      北里大学相模原キャンパス(神奈川県・相模原市)
    • 年月日
      2016-12-10
  • [学会発表] ヒストンH3のもつ抗菌性ならびに細胞毒性とその活性部位の探索2016

    • 著者名/発表者名
      小谷野泉, 山中菜々子, 松村幸枝, 岩室祥一
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-11-30
  • [学会発表] ヒストンH2B分子内において細胞膜透過を行う領域を特定する2016

    • 著者名/発表者名
      榎本峻秀, 山中菜々子, 清水瑠夏, 岩室祥一
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-11-30
  • [学会発表] Prolactin acts directly on the thyroid gland of larval bullfrogs to suppress its function2016

    • 著者名/発表者名
      Hayama S, Watanabe T, Yamamoto K, Iwamuro S, Kikuyama S, Hasunuma I.
    • 学会等名
      ICZ22 ZSJ87 joint meeting 2016
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県・宜野湾市)
    • 年月日
      2016-11-17 – 2016-11-18
    • 国際学会
  • [学会発表] ウズラのファブリキウス嚢におけるfowlicidin-1, -2, -3 mRNAの発現2016

    • 著者名/発表者名
      池田拓実, 近藤洋匡, 布村大樹, 蓮沼 至, 岩室祥一, 菊山榮, 小林哲也
    • 学会等名
      第40回鳥類内分泌研究会
    • 発表場所
      テルメルパルク松山(愛媛県・松山市)
    • 年月日
      2016-11-03
  • [学会発表] ウシガエル幼生甲状腺のサイロキシン放出におよぼすプロラクチンの影響2016

    • 著者名/発表者名
      中野真樹, 小林浩志, 杉山恵利香, 藤澤静香, 岩室祥一, 蓮沼至
    • 学会等名
      第2回次世代両生類研究会
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県・岡崎市)
    • 年月日
      2016-08-09
  • [学会発表] Yamanaka N, Matsumura Y, Koyano I, Iwamuro S. Dual functions of histones in the host defense: Histone H3 exhibits its antimicrobial and cytotoxic properties by cell membrane destruction.2016

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka N, Matsumura Y, Koyano I, Iwamuro S.
    • 学会等名
      RegPep2016
    • 発表場所
      Rouen (France)
    • 年月日
      2016-07-12 – 2016-07-14
    • 国際学会
  • [学会発表] Regulation of mRNA expression and biological effects of fowlicidin-1, -2, -3 in the quail (Coturnix japonica) bursa of Fabricius.2016

    • 著者名/発表者名
      Ikeda T, Kondo H, Nunomura D, Furudate H, Yamanaka N, Hasunuma I, Iwamuro S, Kikuyama S, Kobayashi T.
    • 学会等名
      RegPep2016
    • 発表場所
      Rouen (France)
    • 年月日
      2016-07-12 – 2016-07-14
    • 国際学会
  • [図書] 「ホルモンから見た生命現象と進化」シリーズ第7巻,生体防御・社会性2016

    • 著者名/発表者名
      岩室祥一、小林哲也
    • 総ページ数
      258(148-159)
    • 出版者
      裳華房

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公開日: 2018-01-16  

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