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2015 年度 実施状況報告書

タバコ煙中の細胞傷害因子による動脈硬化発症機構の解明と細胞傷害因子除去法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 26860166
研究機関北海道大学

研究代表者

東 恒仁  北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (90453018)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードタバコ煙抽出物 / 不飽和カルボニル化合物 / 細胞毒性 / 抗酸化物質 / プロテインキナーゼC
研究実績の概要

平成26年度以前には、タバコ煙水抽出物が、プロテインキナーゼC依存的に活性酸素種の産生を誘発してラットC6グリオーマ細胞に対して細胞傷害を引き起こすこと、タバコ煙水抽出物中の細胞傷害因子が、不飽和カルボニル化合物であるアクロレイン・メチルビニルケトン・2-シクロペンテン-1-オンであることを見出している。また、タバコ煙水抽出物による細胞傷害を抑制できる物質として、還元型グルタチオンやN-アセチルシステインなどを同定している。
そこで、平成27年度は、これらの化合物による細胞傷害抑制の分子機構の解明を試みた。HPLCならびにマススペクトロメトリーを用いた解析の結果、還元型グルタチオンやN-アセチルシステインは、タバコ煙抽出物中の細胞傷害因子であるアクロレインやメチルビニルケトンと直接反応し、別の化合物を生成すること、これらの生成された化合物は細胞毒性を有しないこと、タバコ煙水抽出物によるプロテインキナーゼCの活性化を抑制することを見出した。以上の結果から、還元型グルタチオンやN-アセチルシステインは、活性酸素種をスカベンジするのではなく、不飽和カルボニル化合物と直接反応することでこれらを無毒化していることが強く示唆された。
また、血管壁構成細胞の一つである血管平滑筋細胞も、不飽和カルボニル化合物によってプロテインキナーゼC依存的な細胞傷害を受けることが分かった。本結果から、タバコ煙ガス相は、生体内においても、同様の分子メカニズムで血管系細胞をはじめとする様々な細胞に傷害を与えていることが示唆された。

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

平成27年度には、これまで見出してきた細胞傷害抑制因子による抑制の分子メカニズムを解明した。このことは分子メカニズムに立脚したタバコ煙ガス相の無毒化方法の開発に繋がるものと期待される。また、プロテインキナーゼCを介した不飽和カルボニル化合物による細胞傷害は、血管壁構成細胞においても保存されている現象であることを見出した。したがって、本研究はおおむね順調に進捗していると考えている。

今後の研究の推進方策

平成28年度は、平成27年度以前の結果を踏まえ、タバコ煙ガス相に含まれる不飽和カルボニル化合物による細胞傷害の、より詳細な分子メカニズムの解明を試みる。特に、不飽和カルボニル化合物であるアクロレインやメチルビニルケトンによるプロテインキナーゼC活性化の分子メカニズムの解明に焦点を当てて研究を進める予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Endothelin-1 suppresses insulin-stimulated Akt phosphorylation and glucose uptake via GPCR kinase 2 in skeletal muscle cells2016

    • 著者名/発表者名
      Horinouchi T, Hoshi A, Harada T, Higa T, Karki S, Terada T, Higashi T, Mai Y, Nepal P, Mazaki Y, Miwa S
    • 雑誌名

      Br J Pharmacol

      巻: 173 ページ: 1018-1032

    • DOI

      doi: 10.1111/bph.13406

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Using Phos-Tag in western blotting analysis to evaluate protein phosphorylation2016

    • 著者名/発表者名
      Horinouchi T, Terada K, Higashi T, Miwa S
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol

      巻: 1397 ページ: 267-277

    • DOI

      doi: 10.1007/978-1-4939-3353-2_18

  • [雑誌論文] A standard method for preparation of gas phase extract of cigarette smoke2016

    • 著者名/発表者名
      Higashi T, Mai Y, Mazaki Y, Horinouchi T, Miwa S
    • 雑誌名

      Bull Pharm Biol

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Decreased proteosomal function accelerates cigarette smoke-induced pulmonary emphysema in mice.2015

    • 著者名/発表者名
      Yamada Y, Tomaru U, Ishizu A, Ito T, Kiuchi T, Ono A, Miyajima S, Nagai K, Higashi T, Matsuno Y, Dosaka-Akita H, Nishimura M, Miwa S, Kasahara M
    • 雑誌名

      Lab Invest

      巻: 95 ページ: 625-634

    • DOI

      doi: 10.1038/labinvest.2015.43

    • 査読あり
  • [学会発表] タバコ煙ガス相による細胞傷害の抑制因子の探索と抑制メカニズムの解明2016

    • 著者名/発表者名
      東恒仁、眞井洋輔、堀之内孝広、真崎雄一、三輪聡一
    • 学会等名
      第89回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜会議センター(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-03-09 – 2016-03-11
  • [学会発表] タバコ煙に起因する細胞傷害の抑制物質の探索と抑制メカニズムの解明2015

    • 著者名/発表者名
      東恒仁、眞井洋輔、堀之内孝広、真崎雄一、堀口美香、三輪聡一
    • 学会等名
      第25回日本循環薬理学会
    • 発表場所
      東大寺総合文化センター 金鐘ホール(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2015-12-04 – 2015-12-04
  • [学会発表] タバコ煙に起因する細胞傷害の抑制方法の開発およびその分子機構の解明2015

    • 著者名/発表者名
      東恒仁、眞井洋輔、堀之内孝広、真崎雄一、堀口美香、三輪聡一
    • 学会等名
      第66回日本薬理学会北部会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2015-09-18 – 2015-09-18
  • [備考] 北海道大学大学院医学研究科細胞薬理学分野ホームページ

    • URL

      http://saibo-yakuri.med.hokudai.ac.jp/

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公開日: 2017-01-06  

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