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2014 年度 実施状況報告書

含硫アミノ酸代謝と虚血再灌流障害からの心保護機構との連関解析

研究課題

研究課題/領域番号 25460072
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

石井 功  慶應義塾大学, 薬学部, 准教授 (90292953)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード虚血再灌流障害 / ホモシステイン / 硫化水素 / トランススルフレーション / 心筋保護 / 絶食 / 心血管病 / 活性イオウ分子種
研究実績の概要

血中ホモシステイン濃度の上昇は、心血管病発症の独立の危険因子として知られている。また硫化水素アニオン(HS-)は、虚血再灌流(IR)障害から心筋を保護することが実験的に示されている。血中ホモシステインレベルとHS-の内因性産生は共に、シスタチオニンβ-シンターゼ(CBS)とシスタチオニンγ-リアーゼ(CTH)の二つのトランススルフレーション酵素により主に調節される。我々はトランススルフレーション経路が心筋虚血に対する適応応答の成立に重要と考え、IR障害に対する絶食誘導性心保護作用におけるホモシステイン、HS-、そしてこれら酵素の役割を、高ホモシステイン血症を呈するCBS欠損マウスおよびCTH欠損マウスを用いて検討した。Langendorff灌流心を25分間の全虚血後、60分間の再灌流を行い、その間の圧変化を経時測定した。野生型マウスの二日間の絶食は再灌流後の左室機能障害を緩和したが、この現象はCBS欠損マウスとCTH欠損マウスでは認められなかった。しかし絶食による心臓での各種Nrf2標的抗酸化関連遺伝子の心臓での発現は、野生型マウスとCTH欠損マウスの両者で確認された。IR実験24時間前の野生型マウスへのHS-ドナーの腹腔内投与により心筋機能回復の改善が見られたが、この現象はCTH欠損マウスと(中程度の高ホモシステイン血症を示す)高メチオニン餌投与野生型マウスでは認められなかった。モノブロモビマン誘導体化法を用いて活性イオウ分子種の定量解析を行った所、マウス心臓およびin vitro反応系において、ホモシステインが効率的にHS-を捕捉してホモシステインパースルフィドを形成することが判明した。循環血中の過剰なホモシステインは、内因性HS-を捕捉しホモシステインパースルフィドを形成することにより、HS-を介するIRからの心筋保護作用に拮抗することが考えられる。

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

in vivoにおける活性イオウ分子種の定量測定にはいまだ成功していないが、初期ex vivoランゲンIRデータとin vitro系におけるホモシステインパースルフィドの定量データまでをまとめ、論文発表(J Mol Med誌)することができた。

今後の研究の推進方策

モノブロモビマンを用いる活性イオウ分子種の定量解析は、in vivoサンプルだけではなくin vivoサンプルにおいても難しいことが判明した。残る期間は別の誘導体化試薬を検討する。また、絶食による代謝リモデリングは心臓のみならず全身に及ぶ。そこで全身性代謝リモデリングの心臓への影響を調べる。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Reactive sulfur species-mediated activation of the Keap1-Nrf2 pathway by 1,2-napthoquinone through sulfenic acids formation under oxidative stress.2015

    • 著者名/発表者名
      Shinkai Y, Abiko Y, Ida T, Miura T, Kakehashi H, Ishii I, Nishida M, Sawa T, Akaike T, Kumagai Y
    • 雑誌名

      Chem Res Toxicol

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1021/tx500416y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hyperhomocysteinemia abrogates fasting-induced cardioprotection against ischemia/reperfusion by limiting bioavailability of hydrogen sulfide anions.2015

    • 著者名/発表者名
      Nakano S, Ishii I, Shinmura K, Tamaki K, Hishiki T, Akahoshi N, Ida T, Nakanishi T, Kamata S, Kumagai Y, Akaike T, Fukuda K, Sano M, Suematsu M
    • 雑誌名

      J Mol Med

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s00109-015-1271-5

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Indispensable role of endothelial nitric oxide synthase in caloric restriction-induced cardioprotection against ischemia/reperfusion injury.2015

    • 著者名/発表者名
      Shinmura K, Tamaki K, Ito K, Yan X, Yamamoto T, Katsumata Y, Matsuhashi T, Sano M, Fukuda K, Suematsu M, Ishii I
    • 雑誌名

      Am J Physiol Heart Circ Physiol

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1152/ajpheart.00333.2014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hemizygosity of transsulfuration genes confers increased vulnerability against acetaminophen-induced hepatotoxicity in mice.2015

    • 著者名/発表者名
      Hagiya Y, Kamata S, Mitsuoka S, Okada N, Yoshida S, Yamamoto J, Ohkubo R, Abiko Y, Yamada H, Akahoshi N, Kasahara T, Kumagai Y, Ishii I
    • 雑誌名

      Toxicol Appl Pharmacol

      巻: 282 ページ: 195-206

    • DOI

      10.1016/j.taap.2014.11.015

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] RSSの生合成系とタンパク質機能制御2015

    • 著者名/発表者名
      渡邊泰男、石井功、蕨栄治
    • 雑誌名

      細胞工学

      巻: 34 ページ: 372-376

  • [学会発表] Adaptive responses against essential amino acid deficiency in mice2014

    • 著者名/発表者名
      鎌田祥太郎、山本隼也、上條健太、落合崇人、森田珠子、吉冨友里香、萩谷至史、久保田将史、大久保里香、笠原忠、石井功
    • 学会等名
      日本アミノ酸学会第8回学術大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-11-09 – 2014-11-09
  • [学会発表] アセトアミノフェン肝障害に対するトランススルフレーション酵素の保護的役割2014

    • 著者名/発表者名
      石井功、萩谷至史、鎌田祥太郎、光岡紗野、吉田早織、山本隼也、大久保里佳、笠原忠
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-10-18 – 2014-10-18
  • [学会発表] 各必須アミノ酸欠失餌により異なるマウスの全身性適応応答2014

    • 著者名/発表者名
      鎌田祥太郎、山本隼也、上條健太、落合崇人、森田珠子、吉冨友里香、萩谷至史、久保田将史、大久保里香、笠原忠、石井功
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-10-18 – 2014-10-18
  • [学会発表] 絶食によるマウス各臓器の適応応答とリモデリング2014

    • 著者名/発表者名
      山本隼也、鎌田祥太郎、笠原忠、石井功
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-10-18 – 2014-10-18
  • [学会発表] Neutral aminoaciduria in cystathionine beta-synthase-deficient mice, an animal model of homocystinuria2014

    • 著者名/発表者名
      赤星軌征、鎌田祥太郎、久保田将史、菱木貴子、長畑善子、松浦友美、山崎千穂、吉田由香、山田秀典、石﨑泰樹、末松誠、笠原忠、石井功
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-10-18 – 2014-10-18
  • [学会発表] アセトアミノフェン肝障害におけるタンパク質発現変化のProteome解析2014

    • 著者名/発表者名
      岡田憲彦、山本隼也、鎌田祥太郎、萩谷至史、笠原忠、石井功
    • 学会等名
      第58回日本薬学会関東支部大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-04 – 2014-10-04
  • [学会発表] 食餌アミノ酸センシングによる摂食抑制2014

    • 著者名/発表者名
      軽部勝仁、三浦あす美、長田知子、鎌田祥太郎、石井功
    • 学会等名
      第58回日本薬学会関東支部大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-04 – 2014-10-04
  • [学会発表] Cys生合成酵素欠損マウスにおける肝GSH生合成律速酵素の活性化2014

    • 著者名/発表者名
      光岡紗野、吉田早織、大久保里香、山本隼也、鎌田祥太郎、萩谷至史、笠原忠、石井功
    • 学会等名
      第58回日本薬学会関東支部大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-04 – 2014-10-04
  • [学会発表] 食餌誘導性高ホモシステイン血症マウスの解析2014

    • 著者名/発表者名
      三浦あす美、長田知子、山本隼也、鎌田祥太郎、石井功
    • 学会等名
      第58回日本薬学会関東支部大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-04 – 2014-10-04
  • [学会発表] 非必須アミノ酸欠乏によるマウス血中アミノ酸濃度変化2014

    • 著者名/発表者名
      長田知子、三浦あす美、山本隼也、鎌田祥太郎、石井功
    • 学会等名
      第58回日本薬学会関東支部大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-04 – 2014-10-04
  • [学会発表] 3T3-L1脂肪前駆細胞の脂肪分化に対するホモシステインの効果2014

    • 著者名/発表者名
      菅澤智秋、鎌田祥太郎、石井功
    • 学会等名
      第58回日本薬学会関東支部大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-04 – 2014-10-04
  • [学会発表] 心虚血再灌流障害におけるホモシステインと硫化水素の拮抗作用2014

    • 著者名/発表者名
      石井功
    • 学会等名
      第14回日本NO学会学術集会
    • 発表場所
      佐賀
    • 年月日
      2014-05-17 – 2014-05-17
    • 招待講演

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公開日: 2016-05-27  

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