低温耐性機構における活性硫黄分子種の役割の解明

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ヒトを含むほとんどの哺乳類は非冬眠性動物であり、低温環境に長時間暴露されると細胞や組織は傷害され、最終的に死に至る。一方で、ジリスやハムスターなどの冬眠性動物は、低温耐性を持つことが知られている。しかし、その分子メカニズムの詳細は不明な点が多く残っている。本研究では、細胞内で生成される硫黄代謝物（活性硫黄分子種）によるレドックスシグナル制御機構およびミトコンドリアエネルギー代謝機構（硫黄呼吸）の低温環境下における役割を解析する。活性硫黄分子種は非常に高い反応性を持ち不安定な物質であるため、そのままの状態で特異的かつ高感度に検出することは非常に困難である。我々はこれまでに、活性硫黄分子分解抑制効果を持つ新規アルキル化試薬（N-iodoacetyl L-tyrosine methyl ester, TME-IAM）を用いて活性硫黄分子を安定な誘導体へと変換した後、質量分析装置にて検出する絶対定量系を構築してきた。当該年度は、誘導プラズマ発光分析法および質量分析装置を用いた、総硫黄量およびトータル活性硫黄量の定量的に解析する系を構築し、低温暴露による細胞内活性硫黄分子プロファイルへの影響を解析した。その結果、ヒト細胞では低温暴露時間依存的にトータル活性硫黄量が減少する一方で、冬眠生哺乳動物シリアンハムスター由来細胞では低温暴露後に一過性にトータル活性硫黄量が上昇することを見出した。これらの結果は、シリアンハムスター細胞における低温耐性機構に活性硫黄分子および、その下流レドックスシグナル経路が関与している可能性を示唆している。