| 研究課題/領域番号 |
18K11001
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| 研究機関 | 成蹊大学 |
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研究代表者 |
井内 勝哉 成蹊大学, 理工学部, 助教 (40553847)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 脂質過酸化 / 金属 / 非アポトーシス細胞死 / NRF2 |
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| 研究実績の概要 |
酸化ストレスや薬物に応答して、細胞内では様々なシグナル伝達経路が活性化される。それらのシグナル伝達は、細胞生存や細胞死などの細胞運命決定において重要な役割を果たす。本研究で注目する酸化脂肪酸は、酸化ストレス下において生体膜の一部が酸化されて生じる。反応性の高い酸化脂肪酸は、細胞内の生体分子を修飾し、細胞死に関わるシグナル伝達経路を活性化する。特に、鉄が関わるフェントン反応によって生じるヒドロキシルラジカルは、近接する生体膜の脂質酸化を誘発させ、最終的に細胞死経路を活性化する。この脂質過酸化を介して誘導される細胞死として、近年、非アポトーシス細胞死のひとつであるフェロトーシスが注目を浴びている。このフェロトーシスは、nuclear factor erythroid-derived 2-like 2（NRF2）シグナルによって調節され、様々な疾患との関係性が報告されている。これまでの研究により、酸化アラキドン酸処理したRaw264.7細胞において、NRF2シグナル経路が活性化する結果を得ていた。そこで、金属化合物による脂質過酸化やNRF2シグナル経路に着目して研究を行った。これらの実験により、ビスマス化合物が脂質過酸化を誘導し、NRF2シグナル経路を活性化させる結果を得た。また、siRNAや阻害剤を用いてNRF2の発現量を抑制した細胞では、ビスマス化合物による細胞死率が増加することが分かった。よって、ビスマス化合物による細胞死をNRF2は抑制的に調節していると考えられる。しかし一方で、過度の酸化ストレス時には、NRF2活性化を確認できない結果も得ており、脂質過酸化を介した細胞死とNRF2活性の関係性について更なる解析が必要である。
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| 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
細胞死を誘導する酸化脂肪酸の種類を同定するために、化学的かつ網羅的解析を計画当初予定していた。しかし、前年度の実験結果から、脂肪酸によって誘導する細胞死において、鉄が重要な役割を担う結果を得ていた。そこで、金属化合物処理によって生じる脂質過酸化を介した細胞死シグナルを優先的に解析した。それらの実験結果から、金属化合物によって誘導される細胞死において、NRF2活性化が抑制的に機能する結果を得た。生体内の脂質過酸化を介した細胞死において、NRF2のシグナル経路が重要であると考えられる。このように、金属化合物を用いた実験から、脂質過酸化を介した細胞死ネットワークの一端を明らかにした。よって、当初予定していた実験内容とは異なっているが、おおむね順調に研究は進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
酸化脂肪酸による細胞死とNRF2活性化との関係性をより詳細に確かめる。不飽和脂肪酸を直接使用して、培養細胞に処理する際にその溶解性や細胞内への取り込みなど、物理化学的性質が活性に大きく影響すると考えられる。よって、これまでの培養細胞を用いた実験に加えて、化学的性質に注目した実験を行う。また、脂質過酸化を介した細胞死ネットワークについて、ミトコンドリアや小胞体などの細胞内小器官の機能変化について解析する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
実験内容を変更したために次年度使用額が生じた。生化学実験に使用する試薬を購入する予定である。
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