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2021 年度 実績報告書

酸素ホメオスターシス制御を切り口とした麻酔に伴う免疫応答変容の分子基盤解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03776
研究機関関西医科大学

研究代表者

広田 喜一  関西医科大学, 医学部, 教授 (00283606)

研究分担者 松田 達志  関西医科大学, 医学部, 准教授 (00286444)
坊農 秀雅  広島大学, 統合生命科学研究科(理), 特任教授 (20364789)
松尾 禎之  関西医科大学, 医学部, 講師 (50447926)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード麻酔 / 長期予後 / 免疫 / 酸素代謝 / HIF / 代謝リプログラミング / エピゲノム変化
研究実績の概要

麻酔薬が酸素代謝とエネルギー代謝を結ぶ転写因子hypoxia-inducible factor 1(HIF-1)の活性調節に深く関与することに鑑み、麻酔が免疫担当細胞に誘導される代謝リプログラミングとそれに続くエピゲノム変化にどのような影響を及ぼすか、マウスモデルを用いて検討し免疫系という記憶システムに与える麻酔薬の影響を分子レベルで明らかにする事が本研究の目的である。
今年度は以下の研究進捗が得られた。
マクロファージや単球では、炎症性サイトカインによるHIF-1の活性化により、iNOSの発現と活性が誘導され、NOが生成され、過剰に生成すると肝障害が引き起こされることが報告されている。このような、NF-kB-iNOSの経路は免疫細胞の活性制御に重要な役割を果たしている。低酸素誘導因子-プロリン水酸化酵素阻害剤(HIF-PHI)であるRoxadustatはHIF-1依存的にIL-1βが活性化するシグナル伝達経路を抑制する事が判明した。
HIF経路の負の制御因子であるVhlをB細胞特異的に欠損させたマウス(以下、Vhl-BKOマウス)では、脾臓におけるB細胞数が激減する一方、末梢のリンパ節には野生型と同程度にB細胞が存在していた。Vhl-BKOマウスと野生型マウスの骨髄キメラを作製したところ、野生型マウスの骨髄をVhl-BKOマウスに移植した場合にのみ、脾臓B細胞数の激減が誘導されることが明らかとなった。脾臓における異所性のHIF経路活性化がB細胞数の激減をもたらしているものと考えられる。
ゲノム編集の広まりに伴いその利用が増加している、ヒトのモデル生物種であるラットでRNA-Seqデータ解析を適用するために必要なプログラム群の検討を行い、Dockerによる仮想環境上でシステムそのものにそれらをインストールすることなく、複数のサンプルの遺伝子発現値を得ることができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

コロナウイルスの流行により研究の遂行に障害が生じた。
マウスモデルの構築などが当初の計画通りに進行できなかった。

今後の研究の推進方策

2022年度は研究計画に沿った進捗を取り戻すべく研究を進めていきたい。
特にマウスモデルの構築を行い、その上で、獲得免疫担当の酸素代謝と機能に麻酔薬が及ぼす影響の検討に注力する。
脾臓に見出されたRFP陽性の非血球系細胞は、脾臓におけるB細胞数の維持に重要な役割を果たすことが強く示唆される。そこで、この細胞の同定・性状解析を進めると共に、当該細胞におけるHIF経路の亢進が脾臓におけるB細胞ホメオスタシスの破綻をもたらす分子機序の解析に取り組む。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 18件、 オープンアクセス 17件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Rapid detection of single nucleotide polymorphisms using the MinION nanopore sequencer: a feasibility study for perioperative precision medicine2022

    • 著者名/発表者名
      Tabata Yoshiteru、Matsuo Yoshiyuki、Fujii Yosuke、Ohta Atsufumi、Hirota Kiichi
    • 雑誌名

      JA Clinical Reports

      巻: 8 ページ: 17

    • DOI

      10.1186/s40981-022-00506-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MinION, a portable long-read sequencer, enables rapid vaginal microbiota analysis in a clinical setting2022

    • 著者名/発表者名
      Komiya Shinnosuke、Matsuo Yoshiyuki、Nakagawa So、Morimoto Yoshiharu、Kryukov Kirill、Okada Hidetaka、Hirota Kiichi
    • 雑誌名

      BMC Medical Genomics

      巻: 15 ページ: 68

    • DOI

      10.1186/s12920-022-01218-8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Efficacy of active hexose correlated compound on survival of patients with resectable/borderline resectable pancreatic cancer: a study protocol for a double-blind randomized phase II study2022

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Daisuke、Satoi Sohei、Ishikawa Hideki、Kodera Yasuhiro、Kamei Keiko、Hirano Satoshi、Fujii Tsutomu、Uemura Kenichiro、Tsuchida Akihiko、Yamada Suguru、Yamamoto Tomohisa、Hirota Kiichi、Sekimoto Mitsugu
    • 雑誌名

      Trials

      巻: 23 ページ: 135

    • DOI

      10.1186/s13063-021-05934-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Resistance to chemical carcinogenesis induction via a dampened inflammatory response in naked mole-rats2022

    • 著者名/発表者名
      Oka, K.; Fujioka, S.; Kawamura, Y.; Komohara, Y.; Chujo, T.; Sekiguchi, K.; Yamamura, Y.; Oiwa, Y.; Omamiuda-Ishikawa, N.; Komaki, S., et al.
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 5 ページ: 287

    • DOI

      10.1038/s42003-022-03241-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Polysulfide inhibits hypoxia-elicited hypoxia-inducible factor activation in a mitochondria-dependent manner2021

    • 著者名/発表者名
      Uba Takeo、Matsuo Yoshiyuki、Sumi Chisato、Shoji Tomohiro、Nishi Kenichiro、Kusunoki Munenori、Harada Hiroshi、Kimura Hideo、Bono Hidemasa、Hirota Kiichi
    • 雑誌名

      Mitochondrion

      巻: 59 ページ: 255~266

    • DOI

      10.1016/j.mito.2021.06.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inhibiting SARS-CoV-2 infection in vitro by suppressing its receptor, angiotensin-converting enzyme 2, via aryl-hydrocarbon receptor signal2021

    • 著者名/発表者名
      Tanimoto Keiji、Hirota Kiichi、Fukazawa Takahiro、Matsuo Yoshiyuki、Nomura Toshihito、Tanuza Nazmul、Hirohashi Nobuyuki、Bono Hidemasa、Sakaguchi Takemasa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: 16629

    • DOI

      10.1038/s41598-021-96109-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Special Issue: Hypoxia-Inducible Factors: Regulation and Therapeutic Potential2021

    • 著者名/発表者名
      Hirota Kiichi
    • 雑誌名

      Biomedicines

      巻: 9 ページ: 1768~1768

    • DOI

      10.3390/biomedicines9121768

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hypoxia-dependent signaling in perioperative and critical care medicine2021

    • 著者名/発表者名
      Hirota Kiichi
    • 雑誌名

      Journal of Anesthesia

      巻: 35 ページ: 741~756

    • DOI

      10.1007/s00540-021-02940-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] HIF-α Prolyl Hydroxylase Inhibitors and Their Implications for Biomedicine: A Comprehensive Review2021

    • 著者名/発表者名
      Hirota Kiichi
    • 雑誌名

      Biomedicines

      巻: 9 ページ: 468~468

    • DOI

      10.3390/biomedicines9050468

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Discovery of widespread transcription initiation at microsatellites predictable by sequence-based deep neural network2021

    • 著者名/発表者名
      Grapotte, M.; Saraswat, M.; Bessiere, C.; Menichelli, C.; Ramilowski, J.A.; Severin, J.; Hayashizaki, Y.; Itoh, M.; Tagami, M.; Murata, M., et al.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 ページ: 3297

    • DOI

      10.1038/s41467-021-23143-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A chromosome-level genome sequence of Chrysanthemum seticuspe, a model species for hexaploid cultivated chrysanthemum2021

    • 著者名/発表者名
      Nakano Michiharu、Hirakawa Hideki、Fukai Eigo、Toyoda Atsushi、Kajitani Rei、Minakuchi Yohei、Itoh Takehiko、Higuchi Yohei、Kozuka Toshiaki、Bono Hidemasa、Shirasawa Kenta、Shiraiwa Ippei、Sumitomo Katsuhiko、Hisamatsu Tamotsu、Shibata Michio、Isobe Sachiko、Taniguchi Kenji、Kusaba Makoto
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 4 ページ: 1167

    • DOI

      10.1038/s42003-021-02704-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Diversification of mineralocorticoid receptor genes in a subterranean rodent, the naked mole-rat2021

    • 著者名/発表者名
      Oka Kaori、Bono Hidemasa、Kuroiwa Asato、Fujioka Shusuke、Shimizu Atsushi、Katsu Yoshinao、Miura Kyoko
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Endocrinology

      巻: 66 ページ: 299-311

    • DOI

      10.1530/JME-20-0325

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multi-Omic Meta-Analysis of Transcriptomes and the Bibliome Uncovers Novel Hypoxia-Inducible Genes2021

    • 著者名/発表者名
      Ono Yoko、Bono Hidemasa
    • 雑誌名

      Biomedicines

      巻: 9 ページ: 582~582

    • DOI

      10.3390/biomedicines9050582

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] De novo transcriptome analysis for examination of the nutrition metabolic system related to the evolutionary process through which stick insects gain the ability of flight (Phasmatodea)2021

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Takuma、Sasaki Shunya、Yamaguchi Nobuki、Nakano Miho、Sato Hiroki、Iwabuchi Kikuo、Tabunoki Hiroko、Simpson Richard J.、Bono Hidemasa
    • 雑誌名

      BMC Research Notes

      巻: 14 ページ: 182

    • DOI

      10.1186/s13104-021-05600-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of Oxidative and Hypoxic Stress Responsive Genes from Meta-Analysis of Public Transcriptomes2021

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Takayuki、Ono Yoko、Bono Hidemasa
    • 雑誌名

      Biomedicines

      巻: 9 ページ: 1830~1830

    • DOI

      10.3390/biomedicines9121830

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reference Transcriptome Data in Silkworm Bombyx mori2021

    • 著者名/発表者名
      Yokoi Kakeru、Tsubota Takuya、Jouraku Akiya、Sezutsu Hideki、Bono Hidemasa
    • 雑誌名

      Insects

      巻: 12 ページ: 519~519

    • DOI

      10.3390/insects12060519

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Intravenous injection of cyclophilin A realizes the transient and reversible opening of barrier of neural vasculature through basigin in endothelial cells2021

    • 著者名/発表者名
      Nakada-Honda Narumi、Cui Dan、Matsuda Satoshi、Ikeda Eiji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: 19391

    • DOI

      10.1038/s41598-021-98163-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] PC3-secreted microprotein is expressed in glioblastoma stem-like cells and human glioma tissues2021

    • 著者名/発表者名
      Maruyama Masato、Nakano Yousuke、Nishimura Takuya、Iwata Ryoichi、Matsuda Satoshi、Hayashi Mikio、Nakai Yuki、Nonaka Masahiro、Sugimoto Tetsuo
    • 雑誌名

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      巻: 44 ページ: 910-919

    • DOI

      10.1248/bpb.b20-00868

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 虚血・阻血による臓器障害メカニズムと耐性獲得戦略2021

    • 著者名/発表者名
      広田 喜一
    • 雑誌名

      Life Support and Anesthesia

      巻: 28 ページ: 7-13

  • [学会発表] T-lineage specific Arf-deficient mice are susceptible to Leishmania major infection2021

    • 著者名/発表者名
      Mami Sumiyoshi, Yui Kotani, Yoichi Maekawa, and Satoshi Matsuda
    • 学会等名
      第50回日本免疫学会学術集会
  • [学会発表] Arf欠損T細胞におけるTCR刺激依存的なアポトーシス亢進の分子機構2021

    • 著者名/発表者名
      住吉 麻実、小谷 唯、笹田 萌未、鈴江 一友、金保 安則、渡邊 利雄、松田 達志
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 肥満細胞における低分子量Gタンパク質Arf1の機能解明2021

    • 著者名/発表者名
      小谷 唯、 住吉 麻実、 笹田萌未、 渡邊 利雄、 松田 達志
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会

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公開日: 2022-12-28  

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