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2021 年度 実績報告書

フェロトーシスにおける細胞内鉄制御機構の破綻

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 20H05502
研究機関名古屋大学

研究代表者

豊國 伸哉  名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (90252460)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワードフェロトーシス / アスベスト / 細胞外小胞 / 発がん感受性
研究実績の概要

アスベストを処理するマクロファージ細胞は肉芽腫を形成するが、同時にフェロトーシスもおこす。肉芽腫におけるフェロトーシス依存性EV(FedEV)につきラットモデルで検討した。細胞外小胞(EV)マーカーであるCD63の発現は中皮細胞で強く顆粒状パターンで認めた。GFP-CD63を発現するTHP1マクロファージ細胞およびHT1080細胞を樹立しGFPラベル化EVのみ回収した。このFedEVを中皮培養細胞MeT-5Aに添加するとFedEVはエンドサイトーシスで取り込まれることが判明した。FedEVに含まれるタンパク質をLC-MSで解析しフェリチンを同定した。FedEV曝露による中皮細胞DNA傷害を解析すると中皮細胞核内でDNAの酸化傷害(8-OHdG)、DNAの2重鎖切断(γH2AX)が増大しており、この分子経路もアスベストによる中皮腫発がんの機構の1つと考えた。過剰鉄は発がんリスクである。次に、鉄ニトリロ三酢酸(Fe-NTA)投与マウス腎がんモデルを使用し、発がん感受性に関して検討した。A/J系統とC57BL/6J系統を比較するとA/J系統の発がん感受性が高いことを見出した。A/J系統腎がんではアレイCGH解析によりp16がん抑制遺伝子のホモ欠損を確認した。Fe-NTA投与亜急性期で比較すると、A/J系統でGPX4とxCTが高く維持されTfR1は低くなり、フェロトーシス抵抗性が生じていた。急性期ではC57BL/6Jで触媒性2価鉄とlipocalin 2発現が高く、フェロトーシス感受性の原因となっていた。総じてこの過剰鉄負荷による腎がんモデルでは、フェロトーシス抵抗性が高いA/J系統で高用量鉄負荷に耐えることが可能であり腎不全急性期死亡も少なく、最終的に発がん率が高くなったと考えた。フェロトーシス感受性は事故的過剰鉄負荷に致死的であるが、長期的には発がん抵抗性となる可能性がある。

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

    (32件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 4件、 招待講演 10件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Griffith University(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      Griffith University
  • [雑誌論文] Lysosomal nitric oxide determines transition from autophagy to ferroptosis after exposure to plasma-activated Ringer’s lactate2021

    • 著者名/発表者名
      L Jiang, H Zheng, Q Lyu, S Hayashi, K Sato, Y Sekido, K Nakamura, H Tanaka, K Ishikawa, H Kajiyama, M Mizuno, M Hori and S Toyokuni
    • 雑誌名

      Redox Biology

      巻: 43 ページ: 101989

    • DOI

      10.1016/j.redox.2021.101989

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] CD63 is regulated by iron via the IRE-IRP system and is important for ferritin secretion by extracellular signals2021

    • 著者名/発表者名
      I Yanatori, RD* Richardson, HS Dhekne, S* Toyokuni, F Kishi (*co-corresponding authors)
    • 雑誌名

      Blood

      巻: 138 ページ: 1490-1503

    • DOI

      10.1182/blood.2021010995

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ferroptosis-resistance determines high susceptibility of murine A/J strain to iron-induced renal carcinogenesis2021

    • 著者名/発表者名
      Z Cheng, S Akatsuka, GH Li, K Mori, T Takahashi, S Toyokuni
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: 113 ページ: 65-78

    • DOI

      10.1111/cas.15175

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ferroptosis-dependent extracellular vesicles from macrophage contribute to asbestos-induced mesothelial carcinogenesis through loading ferritin2021

    • 著者名/発表者名
      F Ito F, K Kato, I Yanatori, T Murohara, S Toyokuni
    • 雑誌名

      Redox Biology

      巻: 47 ページ: 102174

    • DOI

      10.1016/j.redox.2021.102174

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Embryonal Erythropoiesis and Aging Exploit Ferroptosis2021

    • 著者名/発表者名
      H Zheng, L Jiang, T Tsuduki, M Conrad, S Toyokuni
    • 雑誌名

      Redox Biology

      巻: 48 ページ: 102175

    • DOI

      10.1016/j.redox.2021.102175

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Role of ferroptosis in nanofiber-induced carcinogenesis2021

    • 著者名/発表者名
      S Toyokuni, F Ito, Y Motooka
    • 雑誌名

      Metallomics Research

      巻: 1 ページ: #MR202102

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Double-edged Sword Role of Iron-loaded Ferritin in Extracellular Vesicles2021

    • 著者名/発表者名
      S Toyokuni, Y Kong, H Zheng, D Mi, M Katabuchi, Y Motooka, F Ito
    • 雑誌名

      Journal of Cancer Prevention

      巻: 26 ページ: 244-249

    • DOI

      10.15430/JCP.2021.26.4.244

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] フェリチンを介した細胞外小胞による鉄代謝経路の新機構2022

    • 著者名/発表者名
      豊國伸哉、簗取いずみ
    • 学会等名
      第21回分子予防環境医学研究会
  • [学会発表] Role of ferroptosis in carcinogenesis and tumor biology2021

    • 著者名/発表者名
      S Toyokuni
    • 学会等名
      AACR-JCA joint symposium on carcinogenesis and DNA damage in memory of Dr. Takashi Sugimura. Annual Meeting American Association for Cancer Research
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Plenary Lecture 3: Ferroptosis in cancer research2021

    • 著者名/発表者名
      S Toyokuni
    • 学会等名
      The 40th the Japanese Society for Magnesium and Calcium Research Meeting/International Society for Minerals
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Extracellular fine fiber-induced carcinogenesis and its prevention2021

    • 著者名/発表者名
      S Toyokuni
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Role of ferroptosis in carcinogenesis and tumor biology2021

    • 著者名/発表者名
      S Toyokuni
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 会長企画シンポジウム5:メタロミクスと抗加齢医学 フェロトーシス抵抗性と発がん2021

    • 著者名/発表者名
      豊國伸哉
    • 学会等名
      第21回日本抗加齢医学会
    • 招待講演
  • [学会発表] シンポジウムIII:フェロトーシス研究の最前線 フェロトーシス抵抗性と発がん2021

    • 著者名/発表者名
      豊國伸哉
    • 学会等名
      第29回日本Cell Death学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 環境物質であるアスベストとタルクは曝露卵巣で鉄代謝異常を来たし発がんに関与する2021

    • 著者名/発表者名
      本岡大社、伊藤文哉、豊國伸哉
    • 学会等名
      第17回日本病理学会カンファレンス
    • 招待講演
  • [学会発表] 内科疾患と鉄: がんとフェロトーシス2021

    • 著者名/発表者名
      豊國伸哉
    • 学会等名
      第45回日本鉄バイオサイエンス学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 変革する病理学:形態診断から普遍的研究プラットフォームへ Pathologic findings toward the concept of cancer as ferroptosis-resistance2021

    • 著者名/発表者名
      豊國伸哉、Hao Zheng, Yingyi Kong, Yaguang Luo、本岡大社
    • 学会等名
      第80回日本癌学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] シンポジウム4:疾患における生命金蔵動態の破綻と創薬 文部科学省新学術領域「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 がんとフェロトーシス抵抗性2021

    • 著者名/発表者名
      豊國伸哉
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] アスコルビン酸によるスーパーオキシド消去はSOD1欠損マウスの生存に必須である2021

    • 著者名/発表者名
      本間拓二郎、武田裕二、赤塚慎也、斉藤真一、浅尾裕信、豊國伸哉、藤井順逸
    • 学会等名
      第74回日本酸化ストレス学会第21回日本NO学会合同集会
  • [学会発表] BRCA1欠損は腎臓における鉄代謝の変化と酸化ストレスによる腎発がんに関わる2021

    • 著者名/発表者名
      孔 穎怡、豊國伸哉
    • 学会等名
      2021年度文部科学省新学術領域研究学術研究支援基盤形成:先端モデル動物支援プラットフォーム 若手支援技術講習会
  • [学会発表] 卵巣子宮内膜間質細胞と老化の関係2021

    • 著者名/発表者名
      曽根原玲菜、中村智子、梶山広明、豊國伸哉
    • 学会等名
      2021年度文部科学省新学術領域研究学術研究支援基盤形成:先端モデル動物支援プラットフォーム 若手支援技術講習会
  • [学会発表] Chlamydia pneumoniaeのエフェクター分子CPj0034とCPj0524の宿主細胞内における作用の解析2021

    • 著者名/発表者名
      久米海豊、豊國伸哉
    • 学会等名
      第110回日本病理学会総会
  • [学会発表] Cigarette smoke extractが口腔組織のACE2およびTMPRSS2発現に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      藤井皓基、佐藤康太郎、豊國伸哉
    • 学会等名
      第110回日本病理学会総会
  • [学会発表] マウス腎ゲノムにおける酸化的DNA損傷分布の高解像度解析2021

    • 著者名/発表者名
      北山拓郎、赤塚慎也、程 真、豊國伸哉
    • 学会等名
      第110回日本病理学会総会
  • [学会発表] BRCA1欠損は腎臓における鉄代謝の変化と酸化ストレスによる腎発がんに関わる2021

    • 著者名/発表者名
      孔 穎怡、本岡大社、赤塚慎也、真下知士、今岡達彦、豊國伸哉
    • 学会等名
      第80回日本癌学会総会
  • [学会発表] A/Jマウスはフェロトーシスの抑制を通して鉄ニトリロ三酢酸誘発腎細胞癌の高い発生率を示す2021

    • 著者名/発表者名
      程 真、赤塚慎也、豊國伸哉
    • 学会等名
      第80回日本癌学会総会
  • [学会発表] アスベスト誘発ラット中皮腫の前ゲノムシークエンスとトランスクリプトーム解析2021

    • 著者名/発表者名
      赤塚慎也、蒋 麗、エルザワハリ アスマ、加藤 護、戸塚ゆ加里、新井康仁、柴田龍弘、豊國伸哉
    • 学会等名
      第80回日本癌学会総会
  • [学会発表] 女性器へのタルクの曝露は鉄過剰環境を形成し卵巣癌の発がんに関わる2021

    • 著者名/発表者名
      本岡大社、伊藤文哉、田代浩德、片渕秀隆、豊國伸哉
    • 学会等名
      第80回日本癌学会総会
  • [学会発表] 生理的フェロトーシス可視化のためのバイオマーカーの開発2021

    • 著者名/発表者名
      鄭 好、豊國伸哉
    • 学会等名
      第80回日本癌学会総会
  • [学会発表] 外因性細胞外微粒子としてのタバコと電子タバコ抽出液の生物学的作用の相違に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      呂 沁穎、豊國伸哉
    • 学会等名
      第80回日本癌学会総会
  • [備考] 名古屋大学大学院医学系研究科生体反応病理学

    • URL

      https://www.med.nagoya-u.ac.jp/medical_J/laboratory/basic-med/pathology/pathology1/

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公開日: 2022-12-28  

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