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2020 年度 実施状況報告書

酸化脂肪酸による細胞死誘導機構の解明とネットワークモデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K11001
研究機関成蹊大学

研究代表者

井内 勝哉  成蹊大学, 理工学部, 助教 (40553847)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード脂質過酸化 / 細胞死 / 不良タンパク質
研究実績の概要

不飽和脂肪酸は生体膜リン脂質成分としての役割だけでなく,遊離されて細胞内で多様な機能物質に変化する。ドコサヘキサエン酸,エイコサペンタエン酸,アラキドン酸などの多価不飽和脂肪酸は,酵素的・非酵素的反応を介して酸化され,細胞内シグナル伝達経路のメディエーターとして機能する。また,酸化された脂肪酸(酸化脂肪酸)は,その構造の差異や量により炎症性疾患に関わる生体内の反応を正と負の両方に制御する。細胞内の炎症性のシグナル経路への作用に加えて,近年,細胞生存と細胞死といった細胞運命を制御する酸化脂肪酸の存在が注目を浴びている。また,虚血性再灌流障害や神経変性疾患などの種々の疾患において,その脂質過酸化を介した細胞死の関与が確認されているが,その細胞死の意義やシグナル経路は未解明である。
そこで,本研究では生体膜の脂質過酸化を介した細胞死を明らかにするため,脂肪酸や酸化脂肪酸を用いた実験に加え,脂質過酸化の誘導剤(tert-ブチルヒドロペルオキシド)や阻害剤を用いた実験を実施した。さらに,神経変性疾患における脂質過酸化の関与を確かめるため,脂質過酸化を介した細胞死における不良タンパク質を調査した。
tert-ブチルヒドロペルオキシド処理した培養細胞において,脂質過酸化を介した細胞死が誘導された。フェロトーシス阻害剤であるα-トコフェロール,フェロスタチン,ディフェロキサミン前処理により,その細胞死が抑制された。また,α-トコフェロールの細胞内への取り込みを高めることで,フェロトーシス抑制活性が増強する可能性を見出した。さらに,tert-ブチルヒドロペルオキシドや酸化脂肪酸で処理した細胞内において,不良タンパク質の量が増加した。

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

培養細胞を用いた実験から,脂質過酸化によって引き起こされる細胞死において重要ないくつかの知見を得た。特に,生体膜を酸化する薬剤および酸化脂肪酸で処理した培養細胞内において,不良タンパク質量の増加が確認された。これらは,細胞内における酸化脂質量の増加とタンパク質の恒常性破綻との相関関係を示す結果である。したがって,おおむね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

これまでに,不飽和脂肪酸の酸化物質によって誘導させる細胞死,脂質過酸化を介した細胞死,NRF2活性化に関する研究結果を得ている。それらの関係性を視覚的にとらえるために,細胞内小器官に注目したネットワークモデルの構築を試みる。

次年度使用額が生じた理由

研究内容および発表予定を変更したため,次年度使用額が生じた。論文および学会などの研究成果を発表する費用として使用する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Development of Water-Insoluble Vehicle Comprising Natural Cyclodextrin-Vitamin E Complex2021

    • 著者名/発表者名
      Shigesaburo Ogawa, Mai Shinkawa, Ryuji Hirase, Taro Tsubomura, Katsuya Iuchi, Setsuko Hara
    • 雑誌名

      Antioxidants

      巻: 10 ページ: 490~490

    • DOI

      10.3390/antiox10030490

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 細胞運命を制御する脂肪酸と酸化物質2021

    • 著者名/発表者名
      井内勝哉
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 5 ページ: 140-144

  • [雑誌論文] Different morphologies of human embryonic kidney 293T cells in various types of culture dishes2020

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Iuchi, Kei Oya, Kazuki Hosoya, Kazuki Sasaki, Yuko Sakurada, Takeo Nakano, Hisashi Hisatomi
    • 雑誌名

      Cytotechnology

      巻: 72 ページ: 131~140

    • DOI

      10.1007/s10616-019-00363-w

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Upregulation of nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 protein level in the human colorectal adenocarcinoma cell line DLD-1 by a heterocyclic organobismuth(III) compound2020

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Iuchi, Yuji Tasaki, Sayo Shirai, Hisashi Hisatomi
    • 雑誌名

      Biomedicine & Pharmacotherapy

      巻: 125 ページ: 109928~109928

    • DOI

      10.1016/j.biopha.2020.109928

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 多様な生物活性を有するビスマス化合物と医学的応用2020

    • 著者名/発表者名
      井内勝哉
    • 雑誌名

      材料の科学と工学

      巻: 57 ページ: 14~17

    • 査読あり
  • [学会発表] 脂肪酸および酸化脂肪酸による培養細胞への細胞死誘導能の比較2020

    • 著者名/発表者名
      高井皆花、井内勝哉、久富寿
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会(Web開催)
  • [図書] The effects of irradiation with cold atmospheric-pressure plasma on cellular function. Book Chapter in the book titled “Immobilization Strategies”2021

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Iuchi et al., (Editors: Tripathi, Anuj, Melo, Jose Savio)
    • 総ページ数
      666 (271-303)
    • 出版者
      Springer, Singapore
    • ISBN
      978-981-15-7997-4

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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