細胞内低酸素センサーの人為的調節による臓器プレコンディショニング獲得への基礎研究

人工调节细胞内缺氧传感器获得器官预处理的基础研究

• 批准号: 19659396
• 负责人: 広田 喜一
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19659396/
• 关键词: 遺伝子; 細胞; 低酸素; シグナル伝達; 転写因子; HIT-1; ストレス

酸素濃度感知性転写因子であるhypoxia-inducible factor 1(HIF-1;低酸素誘導性因子1)と低酸素センサーの活性を指標に明らかにあるために培養細胞を用いた実験系とラットや遺伝子改変マウスを用いた実験系を用い酸素供給と需要のバランスで決定される酸素ホメオスターシスを分子生物学を援用しリアルタイムでモニターする実験系をin vitroまたin vivoで構築し、低酸素応答性の遺伝子発現またその結果としての細胞、組織の表現型と合わせて評価することが本申請の目的であった。昨年度の研究成果を受けて今年度は以下の研究成果を得た。#1 in vitro細胞酸素消費測定系の確立クラーク電極を用いた酸素分圧測定を使い、培養細胞の酸素消費量、細胞内ATP濃度、細胞培養上清中の乳酸・ピルビン酸の濃度の実験系を確立した。各種のミトコンドリア電子伝達系の阻害薬を用いた検討により細胞の種類により酸素消費量のミトコンドリアへの依存率に差がある事が判明した。静脈麻酔薬であるpropofol, thiopental, thyamilalがHIF-1活性を阻害することにより解糖系主体の代謝経路の抑制がおこり細胞内ATP濃度が減少することを見いだした。#2低体温が生体の低酸素誘導性の遺伝子発現に及ぼす影響を検討するため培養細胞とマウスを用いた実験系を構築して以下の様な結果を得た。摂氏32度程度の低温は4時間以内では培養細胞、脳における低酸素誘導性のHIF-1活性化やその下流遺伝子発現に大きな影響を及ぼさない。一方24時間にわたる低温への暴露によりHIF-1の活性化が阻害された。#3マウス個体を低酸素環境下で飼育し薬剤を処理を施し脳、肝臓、心臓、肺、筋肉など各種臓器のHIF-1活性化をアッセイする実験系を確立した。

Hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1; Low acid induction factor 1) Low acid induction factor 2) Low acid induction factor 3) Low acid induction factor 4) Low acid induction factor 5) Low acid induction factor 6) Low acid induction factor 7) Low acid induction factor 8) Low acid induction factor 9) Low acid induction factor The results of the discovery of low-acid responsive genes and the evaluation of the phenotype and integration of cells and tissues are consistent with the purpose of this application. Last year's research results were received. This year's research results were received.# 1. Establishment of the measurement system for acid consumption in vitro. Determination of acid partial pressure in vitro. Establishment of the measurement system for acid consumption in cultured cells, intracellular ATP concentration, and lactic acid concentration in cell culture supernatant. A study of the resistance of various cell types to electron transfer was conducted to identify differences in the dependence of cell types on the amount of acid consumed. The inhibition of HIF-1 activity by propofol, thiopental, thyamilal in intravenous anesthesia results in the inhibition of metabolic pathways in the main body of the glycolytic system and the decrease of intracellular ATP concentration. 2. Hypothermia induced gene expression and its effects on cultured cells were studied. "Low temperature of 32 ° C and less than 4 hours can greatly affect the development of cultured cells, low acid induction and HIF-1 activation, and downstream genes." The activation of HIF-1 was inhibited by exposure to low temperature for 24 hours. 3. To establish a system for the activation of HIF-1 in various organs such as liver, heart, lung and muscle under low acid environment

项目成果

Macrophage migration inhibitory factor activates hypoxia-inducible factor in a p53-dependent manner.

巨噬细胞迁移抑制因子以p53依赖性方式激活缺氧诱导因子。

• DOI: 10.1371/journal.pone.0002215
• 发表时间: 2008-05-21
• 期刊: PLOS ONE
• 影响因子: 3.7
• 作者: Oda, Seiko;Oda, Tomoyuki;Nishi, Kenichiro;Takabuchi, Satoshi;Wakamatsu, Takuhiko;Tanaka, Tomoharu;Adachi, Takehiko;Fukuda, Kazuhiko;Semenza, Gregg L.;Hirota, Kiichi
• 通讯作者: Hirota, Kiichi

低酸素性遺伝子応答に温度変化が及ぼす影響

温度变化对缺氧基因反应的影响

• 发表时间: 2008
• 作者: Kimura;M.;et. al.;広田 喜一;田中具治
• 通讯作者: 田中具治

細胞の低酸素応答機構-低酸素センサーを巡る論争

细胞的缺氧反应机制——缺氧传感器的争议

• 发表时间: 2007
• 期刊: 実験医学 25
• 作者: Li X;Kimura H;Hirota K;Sugimoto H;Kimura N;Takahashi N;Fujii H;Yoshida H;広田 喜一
• 通讯作者: 広田 喜一

LPS induces hypoxia-inducible factor 1 activation in macrophage-differentiated cells in a reactive oxygen species - Dependent manner

• DOI: 10.1089/ars.2007.1825
• 发表时间: 2008-05-01
• 期刊: ANTIOXIDANTS & REDOX SIGNALING
• 影响因子: 6.6
• 作者: Nishi, Kenichiro;Oda, Tomoyuki;Hirota, Kiichi
• 通讯作者: Hirota, Kiichi

n-Propyl gallate activates hypoxia-inducible factor 1 by modulating intracellular oxygen-sensing systems

• DOI: 10.1042/bj20070824
• 发表时间: 2008-04-01
• 期刊: BIOCHEMICAL JOURNAL
• 影响因子: 4.1
• 作者: Kimura, Motohide;Takabuchi, Satoshi;Hirota, Kiichi
• 通讯作者: Hirota, Kiichi