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研究室一覧

環境分子生理学研究室

研究テーマ

ホメオスタシス(生体内環境の恒常性)の維持と脂質関連物質
環境化学物質の環境動態と生体影響

研究概略

 生物は多種多様な生理活性物質によって生体内環境が維持されていますが、その分子機構についてはまだまだわかっていないことが多くあります。また、人類は生活環境の向上ならびに活発な産業活動の結果として、極めて多くの化学物質を環境中へと放出してきました。私たちの研究室では、脂質関連物質による生体機能調節と、環境化学物質が及ぼす生体影響を分子レベルまで明らかにすることを目的として実験研究を進めています。

スタッフ

教授 藤本 陽子 (薬学博士)

藤本 陽子 (薬学博士)

担当科目
衛生薬学2(3年)、衛生薬学実習(3年)、
特別演習・実習1,2(5,6年)、特別研究(4年)、
薬科学卒業演習(4年) 環境科学特論(大学院)、
領域統合型先端科学特論(大学院)、予防薬学特論I、II(大学院)、
医療薬学総論(大学院)
所属学会
日本薬学会、日本脂質生化学会、日本酸化ストレス学会、
日本ビタミン学会、日本薬理学会

 e-mail

准教授 佐久間 覚 (博士(薬学))

佐久間 覚 (博士(薬学))

担当科目

衛生薬学1(2年)、衛生薬学実習(3年)、薬学英語(4年)、
特別演習・実習1,2(5,6年)、特別研究(4年)、
薬科学卒業演習(4年)、環境科学特論(大学院)、
予防薬学特論I、II(大学院)

所属学会
日本薬学会、日本脂質生化学会、日本酸化ストレス学会、
日本ビタミン学会、日本薬理学会
e-mail

助教 東 剛志 (博士(工学))

東 剛志 (博士(工学))

担当科目
衛生薬学実習(3年)、特別演習・実習1,2(5,6年)
所属学会
日本薬学会、日本水環境学会、京都大学環境衛生工学研究会、
国際水協会(IWA)、アメリカ化学会(ACS)、
国際TDM学会(IATDMCT)
e-mail

配属学生

【大学院生】   0名
【学部学生】   6年次生:17名、5年次生:17名

キーワード

環境ホルモン、脂質生理活性物質、活性酸素、過酸化脂質、フリーラジカル、癌、肥満、動脈硬化症、糖尿病、
医薬品、河川環境、医療機関、UPLC-MS/MS、高度水処理

研究内容

(1)活性酸素、過酸化脂質の生成と消去に関する研究

 活性酸素(ROS)は脂質過酸化反応を惹起し、タンパク質(酵素)を不活化し、DNAを傷害します。従って、ROSは外的因子からの生体防御作用とともに、過剰に産生された場合には老化促進、発がんなどを引き起こすと考えられています。私たちの研究室では、内在性あるいは外因性の新規な抗酸化物質を探索する研究を、Flow cytometryやElectron spin resonance(ESR)を用いて進めています。最近では、内因性のトリペプチドであるGlycyl-Histidyl-Lysine(GHK)が細胞内に発生したROS、特にヒドロキシルラジカルを選択的に消去する内因性の抗酸化剤であることを見い出しています。

GHKはt-ブチルヒドロペルオキシドによるCaco-2細胞内のROSレベルの増大を抑制した。

(2)アラキドン酸由来生理活性物質の産生調節機構に関する研究

 シクロオキシゲナーゼ(COX)は、アラキドン酸からプロスタグランジン(PG)、トロンボキサン(TX)などの微量で強力な生理活性をもつ脂質メディエーターを産生する反応の初発酵素です。COXには2種類のアイソザイム(COX-1およびCOX-2)が存在します。COX-1は細胞に広く恒常的に存在する構成型酵素であり、COX-2はサイトカインなどの起炎性物質やホルモンによって新たに産生される誘導型酵素です。私たちの研究室では、COX-1および-2が体の中でどのような活性調節を受けているのか、詳細に検討しています。

COX-1とCOX-2の働きの違い

(3)生活習慣病を誘発する肥満の分子機構に関する研究

 脂肪細胞には生活習慣病に対して防御的に働く小型の良性脂肪細胞と、逆に促進的に働く大型の悪性脂肪細胞の2種類が存在することがわかっています。脂肪細胞分化誘導の新たな分子機構を探索・解明し、生体に悪影響を及ぼす内臓脂肪型肥満の予防あるいは治療法の確立を目指しています。

前駆脂肪細胞からの良性および悪性脂肪細胞への分化誘導

(4)肝臓及び大腸における新規制がん剤の開発

 わが国の悪性新生物(癌)による死亡数および患者数は増加の一途をたどっており、その予防的、治療的手段の構築はとても重要なことです。私たちの研究室では、肝臓癌ならびに大腸癌の増殖に対する脂質関連物質の影響を検討しています。今までに、活性酸素種の1つである過酸化水素、ならびに活性窒素種の1つであるモノクロラミンが大腸癌細胞Caco-2の増殖を細胞周期抑制あるいはアポトーシスを介して抑制することを明らかにしています1,2)。これからも、脂質由来生理活性物質にターゲットを絞り、新規制がん剤の開発に繋げたいと考えています。

オキソノネナール(4-ONE)は大腸癌細胞の増殖を低濃度から阻止した。

(5)環境汚染物質の生体影響に関する研究

 環境汚染物質は多種ありますが、その中で環境ホルモン(内分泌撹乱化学物質)に関してはこれまで、生殖機能に対する影響が広く調べられてきました。私たちの研究室では、環境ホルモンによる新たな毒性発現機構について、上記(1)〜(4)の実験系を用いて検討しています。今までに、プラスチックの可塑剤として使用され、内分泌撹乱作用が疑われているフタル酸エステルの1種であるBBPが脂肪細胞の分化を誘導すること、ターメリックなどに多く含まれるクルクミンがその制御因子になることを明らかにしています3)。これからも各種環境化学物質の生体影響を多角的に調べ、毒性発現の新たなメカニズムの解明ならびにその予防薬の創製について検討していきたいと考えています。

(6)医薬品による環境汚染問題の実態解明と除去技術の開発に関する研究

 近年、医薬品類による新たな水環境汚染問題が世界的な規模で進行していることが明らかにされつつあります。医薬品成分は特異的な生理作用を発現するよう創薬されているため、生態系への毒性影響や、飲料水を通じたヒトへの健康影響が懸念されています。今までに、日本を代表する淀川水系に着目した現地調査を行い、汚染実態と環境動態の解明を行うとともに、新規な高度水処理技術の開発についても検討しています4,5)。健全で持続可能な流域水質管理や、環境に優しい医薬品開発につなげたいと考えています。

医薬品による河川環境汚染問題

参考論文

  1. 1) Cell Biochem. Funct., 32, 188-193 (2014)
  2. 2) J. Clin. Biochem. Nutr., 56, 15-19 (2015)
  3. 3) Toxicol. Appl. Pharmacol., 329, 158-164 (2017)
  4. 4) Environ. Sci. Technol., 46, 12873-12881 (2012)
  5. 5) Sci. Total Environ., 548-549, 189-197 (2016)

代表的論文

2017年~2013年
  1. Sakuma S, Sumida M, Endoh Y, Kurita A, Yamaguchi A, Watanabe T, Kohda T, Tsukiyama Y, Fujimoto Y: Curcumin inhibits adipogenesis induced by benzyl butyl phthalate in 3T3-L1 cells., Toxicol. Appl. Pharmacol., 329: 158-164, 2017
  2. Azuma T, Arima N, Tsukada A, Hirami S, Matsuoka R, Moriwake R, Ishiuchi H, Inoyama T, Teranishi Y, Yamaoka M, Ishida M, Hisamatsu K, Yunoki A, Mino Y: Distribution of six anticancer drugs and a variety of other pharmaceuticals, and their sorption onto sediments, in an urban Japanese river., Environ. Sci. Pollut. Res., 24: 19021-19030, 2017
  3. Azuma T, Ishida M, Hisamatsu K, Yunoki A, Otomo K, Kunitou M, Shimizu M, Hofomaru K, Mikata S, Mino Y: A method for evaluating the pharmaceutical deconjugation potential in river water environments., Chemosphere, 180: 476-482, 2017
  4. Azuma T, Distribution of anticancer drugs and their sorption onto the sediment of an urban river, Fate and effects of cytostatic pharmaceuticals in the environment., Springer, in press
  5. 東 剛志, 石打浩隆, 井ノ山智美, 寺西裕亮, 山岡美里, 有馬夏美, 塚田 愛, 平見 悟, 松岡里枝, 森分亮伍, 石田真麻, 久松佳苗, 柚木彩実, 大友香奈, 國頭茉莉, 清水麻衣, 細丸 薫, 三方志織, 三野芳紀, 天満 敬, 林 哲也: 医療機関に由来する排水中に存在する医薬品成分と高度処理技術の開発., 循環制御, in press(招待論文)
  6. 緒方文彦, 東 剛志, 医薬品による環境汚染問題-実態・生態影響・浄化技術-., 薬学雑誌, in press(招待論文)
  7. 東 剛志, 医療機関に由来する排水中に存在する医薬品成分と高度処理技術の開発., 薬学雑誌, in press(招待論文)
  8. Kohda T, Sakuma S, Fujimoto Y: Vitamin E-like molecules potentiate the curcumin-induced suppression of Caco-2 cell proliferation., Int. J. Pharmacol. Res., 6:41-46, 2016
  9. Azuma T, Arima N, Tsukada A, Hirami S, Matsuoka R, Moriwake R, Ishiuchi H, Inoyama T, Teranishi Y, Yamaoka M, Mino Y, Hayashi T, Fujita Y, Masada M: Detection of pharmaceuticals and phytochemicals together with their metabolites in hospital effluents in Japan, and their contribution to sewage treatment plant influents., Sci. Total Environ., 548-549:189-197, 2016
  10. Azuma T, Ishida M, Hisamatsu K, Yunoki A, Otomo K, Kunitou M, Shimizu M, Hosomaru K, Mikata S, Mino Y: Fate of new three anti-influenza drugs and one prodrug in the water environment., Chemosphere, 169:550-557, 2016
  11. 東 剛志, 中村裕樹, 亀井美和子, 三野芳紀: 下水中の抗インフルエンザ薬成分を用いた疫学調査手法の検討., 用水と廃水, 11:821-829, 2016(招待論文)
  12. Sakuma S, Abe M, Kohda T, Fujimoto Y: Hydrogen peroxide generated by xanthine/xanthine oxidase system represses the proliferation of colorectal cancer cell line Caco-2., J. Clin. Biochem. Nutr., 56:15-19, 2015
  13. Azuma T, Ishiuchi H, Inoyama T, Teranishi Y, Yamaoka M, Sato T, Mino Y: Occurrence and fate of selected anticancer, antimicrobial, and psychotropic pharmaceuticals in an urban river in a subcatchment of the Yodo River Basin, Japan., Environ. Sci. Pollut. Res., 220:18676-18686, 2015
  14. Azuma T, Ishiuchi H, Inoyama T, Teranishi Y, Yamaoka M, Sato T, Yamashita N, Tanaka T, Mino Y: Detection of peramivir and laninamivir, new anti-influenza drugs, in sewage effluent and river waters in Japan., PLoS One, 10: e0131412, 2015
  15. Azuma T, Nakada N, Yamashita N, Tanaka H: Evaluation of concentrations of pharmaceuticals detected in sewage influents in Japan by using annual shipping and sales data., Chemosphere, 138:770-776, 2015
  16. Azuma T, Nakada N, Yamashita N, Tanaka H: Prediction, risk and control of anti-influenza drugs in the Yodo River Basin, Japan during seasonal and pandemic influenza using the transmission model for infectious disease., Sci. Total Environ., 521-522:68-74, 2015
  17. 東 剛志: 服薬した医薬品はどこに行くの??., 生物工学, 93:220, 2015(招待論文)
  18. 東 剛志, 三野芳紀: 硫酸を用いた環境保全への応用技術-硫酸を用いた低温・低pH条件におけるフォトフェントン系によるPCBsの分解-., 硫酸と工業, 68:1-10, 2015(招待論文)
  19. Mino Y, Azuma T, Sato T: Amino acid sequences of ferredoxins from several species of genus Ephedra., 大阪薬科大学紀要, 9:53-60, 2015
  20. Kohda T, Sakuma S, Abe M, Fujimoto Y: Monochloramine suppresses the proliferation of colorectal cancer cell line Caco-2 by both apoptosis and G2/M cell cycle arrest., Cell Biochem. Funct., 32:188-193, 2014
  21. Sakuma S, Maruyama C, Kohda T, Fujimoto Y: Curcumin inhibits the proliferation of a human colorectal cancer cell line Caco-2 partially by both apoptosis and G2/M cell cycle arrest., Int. J. Pharmacol. Res., 4: 84-90, 2014
  22. Azuma T, Nakada N, Yamashita N, Tanaka H: Optimisation of the analysis of anti-influenza drugs in wastewater and surface water., Int. J. Environ. Anal. Chem., 94:853-862, 2014(招待論文)
  23. 東 剛志, 菅原民枝, 中田典秀, 山下尚之, 三野芳紀, 田中宏明, 大日康史: 下水中の抗インフルエンザ薬成分を用いた疫学調査手法の検討., 環境技術, 43:226-232, 2014
  24. 当麻成人, 林 哲也、西野隆雄、銭田晃一、東 剛志、藤森 功、戸塚裕一、松村人志、阪本恭子、山沖留美、芝野真喜雄、佐藤健太郎、小森勝也、藤田芳一: 在宅医療の充実に向けて-地域医療での薬剤師の新たな役割を考える-., 大阪薬科大学紀要, 8:91-93, 2014
  25. Kawano H, Miyamoto K, Yasunobe M, Murata M, Myojin T, Tsuchiya T, Tanabe T, Funahashi T, Sato T, Azuma T, Mino Y, Tsujibo H: The RND protein is involved in the vulnibactin Export System in Vibrio vulnificus M2799., Microb. Pathogenesis, 75:59-67, 2014
  26. Azuma T, Nakada N, Yamashita N, Tanaka H: Mass balance of anti-influenza drugs discharged into the Yodo River System, Japan, under an influenza outbreak., Chemosphere, 93:1672-1677, 2013
~2012年
  1. Sakuma S, Fujisawa J, Sumida M, Tanigawa M, Inoda R, Sujihera T, Kohda T, Fujimoto Y: The involvement of mitogen-activated protein kinases in the 1α,25-dihydroxy-cholecalciferol-induced inhibition of adipocyte differentiation in vitro., J. Nutr. Sci. Vitaminol., 58:1-8, 2012
  2. Sakuma S, Kitamura T, Kuroda C, Takeda K, Nakano S, Hamashima T, Kohda T, Wada S, Arakawa Y, Fujimoto Y: All-trans arachidonic acid generates reactive oxygen species via xanthine dehydrogenase/xanthine oxidase interconversion in the rat liver cytosol in vitro., J. Clin. Biochem. Nutr., 51: 55-60, 2012
  3. Azuma T, Nakada N, Yamashita N, Tanaka H: Synchronous dynamics of observed and predicted values of anti-influenza drugs in environmental waters during a seasonal influenza outbreak., Environ. Sci. Technol., 46:12873-12881, 2012
  4. 東 剛志,田中宏明: 河川環境に流出する抗インフルエンザ薬成分の環境動態-下水処理場における高度処理の重要性-., 安全工学, 5:282-289, 2012(招待論文)
  5. Sakuma S, Fujii Y, Abe M, Arakawa Y, Fujimoto Y: Perfluorinated carboxylic acids inhibit cyclooxygenase pathway more potently than 12-lipoxygenase pathway in rat platelets., Prostaglandins Leukot. Essent. Fatty Acids, 83:225-228, 2010
  6. Sakuma S, Negoro M, Kitamura T, Fujimoto Y: Xanthine oxidase-derived reactive oxygen species mediate 4-oxo-2-nonenal-induced hepatocyte cell death., Toxicol. Appl. Pharmacol., 249:127-131, 2010
  7. Sakuma S, Miyoshi E, Sadatoku N, Fujita J, Negoro M, Arakawa Y, Fujimoto Y: Monochloramine produces reactive oxygen species in liver by converting xanthine dehydrogenase into xanthine oxidase., Toxicol. Appl. Pharmacol., 239:268-272, 2009
  8. Fujimoto Y, Morinaga K, Abe M, Kitamura T, Sakuma S: Selenite induces oxidative DNA damage in primary rat hepatocyte cultures., Toxicol. Lett., 191:341-346, 2009


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