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

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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。