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2012 年度 実施状況報告書

糖尿病性血管障害の新規発症因子解明とその防御

研究課題

研究課題/領域番号 24500967
研究種目

基盤研究(C)

研究機関山形大学

研究代表者

深津 佳世子(佐々木佳世子)  山形大学, 農学部, 客員准教授 (70338903)

研究分担者 佐藤 英世  山形大学, 農学部, 教授 (60235380)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード糖尿病 / 血管障害 / 酸化ストレス / グルタチオン / 鉄 / 培養細胞 / 生理活性 / 生体分子
研究概要

糖尿病性血管障害の発症に関わる未知の機構を解明し防御に役立てることを目的とした本研究において、初年度である平成24年度には、まず培養ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)および培養ヒト腎メサンギウム細胞(HRMC)を用いて、糖尿病モデルとしての高濃度グルコースによる細胞障害の安定的な培養系を確立した。培養HUVECを用いた糖尿病性血管障害の研究は、高グルコース毒性の発現を再現できないことが大きな障害となっていたが、研究代表者は既にその原因を発見して来ており、今年度は継代培養HUVEC・HRMCを用いて高グルコースによる細胞障害を安定的に再現することに成功した。
その系を用いて、高グルコース障害が引き起こされている生細胞において、グルタチオン依存系の抗酸化能が顕著に抑制されていることを見出だし(投稿準備中)、その原因に関わる可能性をもつ新規候補化合物について、実験に使用可能なグレードを有する産物の合成を行った(投稿準備中)。予備実験にてすでにグルタチオンのN位が糖化されたN-1-deoxy-fructos-1-yl-glutathioneとS位が糖化されたS-fructos linked glutathioneの合成は試みてあったが、とくにS-fructos linked glutathioneにおけては実際に実験に使用するには不安定で、後続実験に使用可能である産物はこれまで得られてこなかった。今回、受託企業との相談で新たな合成経路により候補化合物を得て、実際にグルタチオン系抗酸化酵素活性を抑制することを見出だした(投稿準備中)。
これまでに、本候補化合物が糖尿病生血管障害の発症に関わるという報告は全くない。本研究において糖尿病の発症機序の新規な側面が解明される可能性があり、そのインパクトは基礎的にも臨床的にも大きいものと期待される。

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

本研究は、これまでに全く報告のない物質についての研究で、また実験方法についても研究代表者が開発した独自の実験系を用いており、非常に独創的である。そのため、大変新規性が高く、正確を期すため再現性を確認しながら研究を遂行しており、時間はかかっている。と同時に、その新規性のため、研究代表者は早急な結果取得/論文公表をと考えている。客観的にはおおむね順調に進展していると思うが、研究代表者としては次年度はさらに計画以上に進展させたいと望んでいる。

今後の研究の推進方策

平成24年度において、高グルコース毒性に感受性となる培養ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)およびヒト腎メサンギウム細胞(HRMC)の系を確立したので、本研究課題2年目を迎える次年度には、高グルコース負荷による細胞障害を来した培養細胞系において、潰した細胞液中に、合成した候補化合物と同じ物質が存在するか否かを、HPLCを用いて検討したい。
また、培養細胞を用いて、合成した候補化合物についてのバイオアッセイを行いたい。培養HUVECやHRMCを用いて、合成化合物を添加し、細胞障害が引き起こされるか否かを観察する。また、添加濃度と処理時間を変えながら生細胞数のカウントを行い、一定の細胞障害が得られるための条件設定を行う。そして条件設定通りに合成化合物を添加したときのアポトーシスの有無を検討する。さらにその条件設定で合成化合物を添加した時の、各培養細胞における実際の抗酸化能を検討する。方法としては、生きたままの培養細胞に過酸化水素を加えて経時的な消去を測定することで、すでに研究代表者らが独自に開発した方法にて解析を行う。
研究代表者は次年度から所属機関が変更となり、上記の培養実験を遂行するためには、新たに備えなければならない物品が生じるが、これまで以上に研究環境は整う予定である。新しい研究室を率いて研究を飛躍的に進展させたい。

次年度の研究費の使用計画

該当なし

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Mutation of ATF4 mediates resistance of neuronal cell lines against oxidative stress by inducing xCT expression.2012

    • 著者名/発表者名
      Lewerenz, J., Sato, H., Albrecht, P., Henke, N., Noack, R., Methner, A., and Maher, P.
    • 雑誌名

      Cell Death & Differentiation

      巻: 19 ページ: 847-858

    • DOI

      10.1038/cdd.2011.165

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced expression of cystine/glutamate transporter in the lung caused by the oxidative stress-inducing agent paraquat.2012

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, S., Kuwata, K., Sugimoto, T., Igarashi, K., Osaki, M., Okada, F., Fujii, J., Bannai, S., and Sato, H.
    • 雑誌名

      Free Radic. Biol. Med.

      巻: 53 ページ: 2197-2203

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2012.09.040

    • 査読あり
  • [雑誌論文] シスチン・グルタミン酸トランスポーター(xc-系): 細胞へのシスチン取り込みを介した酸化ストレス防御機構と新たな展開2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤英世
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 50 ページ: 316-318.

  • [学会発表] Involvement of glycosylated glutathione in glucose-induced suppression of antioxidant activity in endothelial cells.

    • 著者名/発表者名
      Sasaki-Fukatsu, K., Sato, H., Bannai, S., and Makino, N.
    • 学会等名
      16th Society for Free Radical Research International Meeting
    • 発表場所
      London(イギリス)
  • [学会発表] Role of cystine/glutamate transporter, System xc-, on NO release from macrophages.

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, S., Sambe, Y., Tsutsui, T., Bannai, S., and Sato, H.
    • 学会等名
      16th Society for Free Radical Research International Meeting
    • 発表場所
      London(イギリス)
  • [学会発表] シスタチオニンはシスチン・グルタミン酸交換輸送系(xc-系)によって輸送される生理的基質である

    • 著者名/発表者名
      小林翔、笠越隆幸、筒井拓己、安住宗一郎、岡田朋未、曽我朋義、坂内四郎、佐藤英世
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場 およびマリンメッセ福岡(福岡県)
  • [図書] 栄養科学イラストレイテッド・基礎栄養学2012

    • 著者名/発表者名
      深津佳世子(佐々木)(担当部分単著、共著者 田地陽一、木村万里子、永井俊匡、大口健司、石田淳子、寺島健彦、海野知紀)
    • 総ページ数
      181
    • 出版者
      羊土社
  • [図書] 栄養科学イラストレイテッド・演習版・基礎栄養学ノート2012

    • 著者名/発表者名
      深津佳世子(佐々木)(担当部分単著、共著者 田地陽一、木村万里子、永井俊匡、大口健司、石田淳子、寺島健彦、海野知紀)
    • 総ページ数
      165
    • 出版者
      羊土社

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公開日: 2014-07-24  

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