Mechanisms of cytotoxicity due to the generation and accumulation of toxic advanced glycation end-prodcuts (TAGE) in cardiomyocytes

心肌细胞中有毒晚期糖基化终产物（TAGE）的产生和积累引起的细胞毒性机制

基本信息

批准号：
21K11607
负责人：
高田尊信
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kanazawa Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ブドウ糖や果糖の代謝中間体である、グリセルアルデヒド（Glyceraldehyde, GA）から生成するGA由来終末糖化産物（GA-AGEs）のうち、特定の構造をもつものこそが、生活習慣病の発症、進展の原因となるという説に基づいて研究を進めた。心筋細胞の拍動やオートファジーを制御するHeat shock protein 90（HSP90） beta （HSP90beta）を研究対象とした。ラット初代培養心筋細胞にGAを添加させ、細胞内タンパク質をウェスタンブロット(WB)解析したところ、細胞内に、分子量210 kDa前後のHSP90 betaが出現することが明らかとなった。通常HSP90 betaは細胞内で、非共有結合により2量体構造をしているが、SDS-PAGE法によるWB解析をすれば、その構造は破壊され、単量体である90kDaのタンパク質として検出される。したがって、今回検出された高分子化されたHSP90 betaは、GAを原因とする架橋構造を有すると考えられる。同時に、HSP90alphaとbetaの両方を認識できる抗体では、この高分子バンドが検出されなかった。このことは、高分子化HSP90betaの構造解析の糸口となる可能性がある。また、この条件において、HSP90が制御するオートファジータンパク質LC3-IIの産生低下が生じた。ヒトの正常心臓線維芽細胞に、TAGEが生成すると細胞死が引き起こされるが、生理的濃度の20倍の細胞外TAGEは、細胞死を起こさなかった（Metabolites 12(7), 615, 2022）。GFPを発現させたヒト子宮頸癌細胞（Hela）にGAを添加すると、細胞死が引き起こされるが、GFPの輝度が上昇（増感）された。これが、細胞死による自家蛍光に由来するものではないことは、コントロールとして通常のHela細胞を用いて証明された。

甘油醛 (GA) 是葡萄糖和果糖的代谢中间产物，在 GA 衍生的高级糖基化终末产物 (GA-AGE) 中，已知具有特定结构的那些产物与生活方式相关疾病的发生和进展有关。我们根据其原因的理论进行了研究。研究目标是热休克蛋白90（HSP90）β（HSP90β），它控制心肌细胞搏动和自噬。在原代培养的大鼠心肌细胞中添加GA后，对细胞内蛋白进行蛋白质印迹（WB）分析，结果显示细胞内出现了分子量约为210 kDa的HSP90β。通常，由于细胞内的非共价键，HSP90 β 具有二聚体结构，但当使用 SDS-PAGE 进行 WB 分析时，该结构被破坏并检测为单体 90kDa 蛋白质。因此，本次检测到的聚合HSP90β被认为具有由GA引起的交联结构。同时，可识别HSP90α和β的抗体并未检测到该高分子条带。这可能为聚合HSP90β的结构分析提供线索。此外，在这些条件下，受HSP90调节的自噬蛋白LC3-II的产生减少。 TAGE 的产生会导致正常人心脏成纤维细胞死亡，但 20 倍生理浓度的细胞外 TAGE 不会导致细胞死亡 (Metabolites 12(7), 615, 2022)。当将GA添加到表达GFP的人宫颈癌细胞（Hela）中时，诱导细胞死亡，但GFP的亮度增加（致敏）。使用正常 Hela 细胞作为对照证明这不是由于细胞死亡引起的自发荧光。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Comprehensive analysis of protein-expression changes specific to immunoglobulin G4-related disease

免疫球蛋白 G4 相关疾病特异性蛋白质表达变化的综合分析

DOI：
10.1016/j.cca.2021.08.025
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
5
作者：
Kawanami Takafumi;Kawanami;Takata Takanobu;Ishigaki Yasuhito;Tomosugi Naohisa;Takegami Tsutomu;Yanagisawa Hiroto;Fujimoto Shino;Sakai Tomoyuki;Fujita Yoshimasa;Yamada Kazunori;Mizuta Shuichi;Kawabata Hiroshi;Fukushima Toshihiro;Hirose Yuko;Mas
通讯作者：
Mas

Intracellular Toxic Advanced Glycation End-Products May Induce Cell Death and Suppress Cardiac Fibroblasts

细胞内有毒的高级糖基化终产物可能诱导细胞死亡并抑制心脏成纤维细胞