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2015 年度 実績報告書

鉄イオンは細胞の磁場センサーか:鉄貯蔵タンパク質フェリチンの低周波磁場感受性解析

研究課題

研究課題/領域番号 26610128
研究機関東北大学

研究代表者

宮田 英威  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (90229865)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード低周波磁場 / フェロジン / 吸光光度変化 / Ⅱ価鉄
研究実績の概要

低周波(50ヘルツ)磁場によりフェリチンからの鉄遊離が変化するかどうかを分光法を用いて研究した。
フェリチンは細胞内において遊離Ⅱ価鉄イオンをⅢ価の形で微結晶として貯蔵する。過去の疫学研究により、低周波磁場が小児白血病のリスクを上昇させることが示唆されている。一方発がんと酸化ストレス上昇の関連が疑われているが、鉄イオンは酸化ストレスを上昇させる因子として知られている。そこで低周波磁場がフェリチンから鉄イオンを遊離させる結果細胞内酸化ストレスが上昇するのではないかと考え、上記の実験を行った。フェリチン水溶液を50ヘルツ、3ミリテスラの低周波磁場に5時間曝露した場合としなかった場合でフェリチン外のⅡ価鉄イオン濃度が変化するかどうかを、Ⅱ価鉄の指示薬フェロジンの吸光度増加を指標として調べた。
フェロジンの発色は非常に長い時間変化(>48時間)をしめし、GNU-plotを用いたフィッティング解析の結果単一の指数関数では表せないことが分かった。先行研究を参考に、2段階の鉄イオン遊離モデル(フェリチン内微結晶からの鉄イオン遊離と遊離鉄イオンのフェリチンからの解離)を用いてフェロジン発色曲線をフィッティングした。その結果、微結晶からの鉄イオン遊離に対しては磁場効果は見られず、フェリチンからの鉄イオン解離プロセスの速度定数と遊離Ⅱ価鉄イオン濃度がわずかに増加することがわかった。なお、得られた速度定数等の値は磁場なしで先行研究において得られていた値とまずまずの一致を見た。
フェリチンからの鉄イオン遊離機構そのものはいまだに決着を見ておらず、本研究の結果は、鉄イオン遊離の定量法、結果の解析法において工夫を行うことによって得られたものである。その後の追加実験により、解析に用いたキネティックスの仮定を再検討することが望ましいと分かった。今後その方向で研究を進める予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (5件)

  • [学会発表] 50-Hz磁場曝露による免疫細胞生存率、DNA損傷度評価2016

    • 著者名/発表者名
      中山希祐, 中村文, 本堂 毅, 宮田 英威
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(泉キャンパス)(宮城・仙台)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] 50ヘルツ磁場に曝露されたマクロファージにおけるスーパーオキシドアニオン産生2016

    • 著者名/発表者名
      西垣千尋,中山希祐,中村文,水越厚史,北條祥子,宮田英威
    • 学会等名
      早稲田大学応用脳科学研究所シンポジウム
    • 発表場所
      早稲田大学(人間科学部)(埼玉・所沢)
    • 年月日
      2016-03-07
  • [学会発表] フェリチンからの鉄イオン遊離に与える交流磁場の影響2015

    • 著者名/発表者名
      山田悠太,本堂毅,宮田英威
    • 学会等名
      日本生物物理学会第53回年会
    • 発表場所
      金沢大学(角間キャンパス自然科学本館)(石川・金沢)
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-15
  • [学会発表] 磁場によるプラスミドDNAへの影響2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川雅彦,本堂毅,宮田英威
    • 学会等名
      日本生物物理学会第53回年会
    • 発表場所
      金沢大学(角間キャンパス自然科学本館)(石川・金沢)
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-15
  • [学会発表] 50 Hz 磁場がマクロファージ遺伝子に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      中山希祐,中村 文,本堂 毅,宮田英威
    • 学会等名
      日本臨床環境医学会学術集会
    • 発表場所
      北里大学(白金キャンパス薬学部)(東京・港区)
    • 年月日
      2015-06-06 – 2015-06-07

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公開日: 2017-01-06  

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