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2021 年度 実績報告書

生命半金属セレンのダイナミクス制御機構の解明

公募研究

研究領域「生命金属科学」分野の創成による生体内金属動態の統合的研究
研究課題/領域番号 20H05491
研究機関東北大学

研究代表者

斎藤 芳郎  東北大学, 薬学研究科, 教授 (70357060)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワードセレノプロテインP / lncRNA / L-IST / ApoER2 / リポタンパク質受容体 / スプライシングバリアント / セレン / セレノシステイン
研究実績の概要

本研究では、生体内における生命半金属セレンの輸送機構に関わる血漿タンパク質セレノプロテインP(SeP)の発現制御およびSePを介したダイナミックなセレン受け渡し機構を分子レベルで解明することを目的としている。本機構に関わる受容体や細胞内小胞輸送、セレン受け渡しに関連する分子の同定を生化学・分子生物学・細胞生物学的手法・プロテオーム解析・ICP-MS解析を駆使して実施する。
SePの発現制御機構に関する研究から、SePの翻訳を抑制する新規lncRNAを同定した。SePの翻訳には、mRNAの3'非翻訳領域に存在するセレノシステイン挿入配列SECISが必須な役割をしている。SePのゲノム配列の解析から、我々はSePのSECIS領域と相補的な配列を有する遺伝子ccdc152を発見した。ccdc152は、RNAとして作用し、SeP mRNAと相互作用し、翻訳に必要なSBP2やリボソームの結合を抑制することでSePの翻訳を抑制することが分かった。lncRNAとして作用する点と、SePの翻訳を抑制することから、lncRNA-Inhibito of Selenoprotein P Translation (L-IST)と命名した。さらに、SePを増加する化合物の探索から、糖尿病予防作用が知られるエピガロカテキンガレートEGCgが同定された。また、SePのセレン輸送経路に関する研究では、ApoER2の多様なアイソフォームにおけるO-linked Sugarドメインの寄与を明らかにした。さらに、SePのセレン輸送経路において、これまでライソゾーム依存的な分解経路が知られていたが、ライソゾームを経ずにセレンを受け渡しする新たな機構が見いだされた。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] University of Copenhagen(デンマーク)

    • 国名
      デンマーク
    • 外国機関名
      University of Copenhagen
  • [国際共同研究] University of Modena and Reggio Emilia(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      University of Modena and Reggio Emilia
  • [国際共同研究] Heinrich-Heine-University(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Heinrich-Heine-University
  • [雑誌論文] Identification of a novel endogenous long non-coding RNA that inhibits selenoprotein P translation2021

    • 著者名/発表者名
      Mita Yuichiro、Uchida Risa、Yasuhara Sayuri、Kishi Kohei、Hoshi Takayuki、Matsuo Yoshitaka、Yokooji Tadashi、Shirakawa Yoshino、Toyama Takashi、Urano Yasuomi、Inada Toshifumi、Noguchi Noriko、Saito Yoshiro
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 49 ページ: 6893~6907

    • DOI

      10.1093/nar/gkab498

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Methylmercury induces neuronal cell death by inducing TNF-α expression through the ASK1/p38 signaling pathway in microglia2021

    • 著者名/発表者名
      Toyama Takashi、Hoshi Takayuki、Noguchi Takuya、Saito Yoshiro、Matsuzawa Atsushi、Naganuma Akira、Hwang Gi-Wook
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: 9831

    • DOI

      10.1038/s41598-021-89210-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Selenium Transport Mechanism via Selenoprotein P?Its Physiological Role and Related Diseases2021

    • 著者名/発表者名
      Saito Yoshiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Nutrition

      巻: 8 ページ: 685517

    • DOI

      10.3389/fnut.2021.685517

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Diverse cytoprotective actions of vitamin E isoforms- role as peroxyl radical scavengers and complementary functions with selenoproteins2021

    • 著者名/発表者名
      Saito Yoshiro
    • 雑誌名

      Free Radical Biology and Medicine

      巻: 175 ページ: 121~129

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2021.08.234

    • 査読あり
  • [雑誌論文] セレンによる超硫黄分子ターンオーバー2021

    • 著者名/発表者名
      外山 喬士、斎藤 芳郎
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 93 ページ: 660~665

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2021.930660

    • 査読あり
  • [学会発表] 必須微量元素セレンを含むアミノ酸の代謝と疾患-新たな輸送経路と生体内レドックス制御2021

    • 著者名/発表者名
      斎藤芳郎
    • 学会等名
      第11回 新アミノ酸分析研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 膵β細胞のインスリン分泌におけるセレノプロテインの機能ーリソソーム活性の制御2021

    • 著者名/発表者名
      斎藤芳郎
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] セレノプロテインと抗加齢医学-糖尿病とレドックス制御2021

    • 著者名/発表者名
      斎藤芳郎
    • 学会等名
      第21回日本抗加齢医学会
    • 招待講演
  • [学会発表] セレノプロテインPの抗酸化機能と疾患-その発現と細胞内抗酸化システムの変化2021

    • 著者名/発表者名
      斎藤芳郎
    • 学会等名
      第74回日本酸化ストレス学会/第21回日本NO学会 合同学術集会
    • 招待講演
  • [備考] 東北大学大学院薬学研究科 代謝制御薬学分野

    • URL

      http://www.pharm.tohoku.ac.jp/~taisya/index.html

  • [産業財産権] グリオブラストーマの治療薬のスクリーニング方法、治療薬、予後判定方法2021

    • 発明者名
      斎藤芳郎、外山喬士、杉浦ひかり
    • 権利者名
      斎藤芳郎、外山喬士、杉浦ひかり
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2021/37488
    • 外国

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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