脂質変化とエンドソーム変化を介する水素投与によるストレス耐性獲得機構の解明

通过脂质变化和内体变化阐明氢给药获得应激耐受性的机制

基本信息

批准号：
21K11690
负责人：
池谷真澄
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Tokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology
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

水素分子(H2)には抗酸化・抗炎症効果による疾患改善効果・予防効果があることが知られているが、その作用機序は未解明な部分が多い。我々はH2が脂質変化とエンドソーム変化を誘導することから、分子メカニズムの一端として、H2投与により脂質膜構造と機能が変化していると推察している。我々はH2に曝されることによって起こる脂質変化・エンドソーム変化と疾患改善効果・予防効果の分子メカニズムの関係性について明らかにし、この研究成果により、H2の最適投与法を予測する為の基礎を確立することを本研究の目的としている。H2と同じく直接的な作用分子が不明なガス分子として吸入麻酔薬があるが、近年、吸入麻酔薬は脂質ラフトの面積を変化させることが分かり、麻酔によるシグナル伝達と関係があることが示されている。水素による脂質ラフトへの影響を調べたところ水素混合ガスが含まれた培養液を細胞に投与すると脂質ラフトの局在が変化することが明らかになった。また、吸入麻酔薬のセボフルランはマウスなどの齧歯類の新生仔の脳において細胞死の一種であるアポトーシスを引き起こすが、1~8%濃度のH2の同時吸引によってそのアポトーシスが抑制されることを見出した。また、アポトーシスを起こした細胞の大部分は神経幹細胞であることが分かり、Ｈ２によりアポトーシスが抑制されていた。アポトーシスシグナルに関連するFasやJunなどの遺伝子の増加がH2に抑制された。また、セボフルランによる脳内の酸化ストレスの上昇がH2によって抑制されることが分かった。更にリン酸化プロテオーム解析を行ったところ、セボフルランにより１０００種を超えるリン酸化ペプチドが変化し、そのうち９０種類ほどのリン酸化ペプチドがコントロールレベルに回復していることが明らかになった。解析したところ、発生に関わる分子が多く存在することが分かった。セボフルランが与える神経発生への影響をH2が抑制する可能性が示唆された。

众所周知，氢分子 (H2) 通过其抗氧化和抗炎作用具有改善疾病和预防疾病的作用，但其大部分作用机制仍不清楚。由于 H2 诱导脂质变化和内体变化，因此我们推断，作为分子机制的一部分，H2 给药改变了脂质膜的结构和功能。我们阐明了暴露于H2引起的脂质变化和内体变化之间的关系以及疾病改善和预防效果的分子机制，并通过这项研究的结果，我们建立了预测H2的最佳给药方法的目的。本研究就是这样做的。与H2一样，吸入麻醉剂是气体分子，其直接作用尚不清楚，但近年来发现吸入麻醉剂会改变脂筏的面积，这已被证明与麻醉诱导的信号转导有关。当我们研究氢气对脂筏的影响时，我们发现当向细胞施用含有氢气混合物的培养基时，脂筏的定位发生变化。七氟烷是一种吸入麻醉剂，会导致新生啮齿动物（例如小鼠）的大脑发生细胞凋亡（一种细胞死亡），但我发现同时吸入 1-8% 的氢气可以抑制这种细胞凋亡。研究还发现，大多数发生凋亡的细胞是神经干细胞，H2可抑制细胞凋亡。 H2 抑制了与凋亡信号相关的基因（例如 Fas 和 Jun）的增加。此外，还发现氢气可以抑制七氟烷引起的大脑氧化应激的增加。进一步的磷酸化蛋白质组分析显示，七氟烷改变了1000多种磷酸化肽，其中约90种磷酸化肽恢复到对照水平。分析表明，有许多分子参与发育。有人提出，H2 可能会抑制七氟醚对神经发生的影响。

项目成果

期刊论文数量（18）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

The effects of inhaling hydrogen gas on macrophage polarization, fibrosis, and lung function in mice with bleomycin-induced lung injury

吸入氢气对博莱霉素肺损伤小鼠巨噬细胞极化、纤维化和肺功能的影响

DOI：
10.1186/s12890-021-01712-2
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
3.1
作者：
Aokage Toshiyuki;Seya Mizuki;Hirayama Takahiro;Nojima Tsuyoshi;Iketani Masumi;Ishikawa Michiko;Terasaki Yasuhiro;Taniguchi Akihiko;Miyahara Nobuaki;Nakao Atsunori;Ohsawa Ikuroh;Naito Hiromichi
通讯作者：
Naito Hiromichi

Doxycycline extends replicative lifespan in human fibroblast TIG-1.

多西环素可延长人成纤维细胞 TIG-1 的复制寿命。