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実験医学増刊 Vol.36 No.5 レドックス疾患学

赤池 孝章 本橋 ほづみ 内田 浩二 末松 誠 (編)

羊土社

  • ISBN : 9784758103695
  • ページ数 : 276頁
  • 書籍発行日 : 2018年3月
  • 電子版発売日 : 2018年10月26日
  • 判 : B5判
  • 種別 : eBook版 → 詳細はこちら
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¥5,940 (税込)
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商品情報

レドックス(酸化還元)分野ではよく知られている活性酸素に加え,近年,窒素・硫黄活性種など多彩な分子が関連する報告が相次いでいます.本書では,関連分子の代謝・シグナル制御から様々な疾患との関連まで,最新の知見を紹介します.

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■ 序文

レドックス代謝は,生命進化に深く関与するだけでなく,生命現象の根源であるエネルギー代謝にはじまり,幹細胞の維持,細胞分化・増殖,個体発生・発達などにおいて必須の生理機能を発揮している.このユニークな代謝シグナル経路は,ゲノム・エピゲノム・転写・翻訳制御,シグナル伝達,酸化ストレス・環境ストレス応答,免疫応答,細胞死や老化制御において中心的な役割を担っており,さらに,感染症,がん・生活習慣病・認知症・神経変性疾患などの難治性疾患の病態と予後に深くかかわっている.一方近年,レドックス代謝を操る活性分子種として,酸素ラジカル・活性酸素のみならず,一酸化窒素(NO)・一酸化炭素(CO)などのガス状メディエーター,ニトロソチオールやパーオキシナイトライトなどの活性酸化窒素種に加えて,パースルフィド・ポリスルフィドなどの活性硫黄(イオウ)分子種が,世界の新たな研究シーンに急速に登場し大きな注目を浴びている.

酸化ストレスは,レドックスバイオロジーのかかわる主たる疾患概念として,これまで多くの研究者に受け入れられてきたが,レドックス病態の基本的な視点である「レドックス恒常性の破綻」は,酸化・還元のバランスが酸化方向に過度に偏った状態・病態を意味する概念である.一方で,酸化ストレスだけを論じて,どうして,還元ストレスの議論がないのかという素朴な疑問をもつ研究者は少なくはないであろう.それでは,好気的な環境で進化を果たしてきたわれわれの生体内環境に過度の還元状態というのはあるのだろうか? 例えば,ミトコンドリアの電子伝達系では,NADHとQサイクルから供給される電子によって常に酸素が還元されている.また,近年では,その電子の脱共役によってミトコンドリアでは常に活性酸素が生成しているといわれている.このような病態を単純に酸化ストレスとよんでいいのであろうか? 実際,酸化ストレスのメディエーターとして代表的な活性酸素であるスーパーオキシド(O2−)は生理的なpH 条件では弱い還元剤としてふるまう.また,いまや酸化ストレスの合い言葉となった「フェントン反応」を触媒するのは強力な還元力をもつ二価鉄イオンである.すなわち,酸化・還元の両方向に過度な反応によりもたらされるストレス病態こそがレドックス病(疾患)であるといえる.

そこで,本増刊号では,このようなレドックス代謝とその異常に関与する生体分子である,酸素,窒素,硫黄活性分子種の化学的・生物学的特性を議論することで,古くて新しい疾患概念である「レドックス疾患学」の基本理論の検証と確立をめざす.すなわち,酸素,窒素,硫黄を主たる活性エレメントとして生理活性を発揮する多様で多彩なレドックス活性分子種を取り上げ,それらの代謝・シグナル制御メカニズムや検出・イメージングについての最先端研究を解説する.さらに,レドックス代謝・シグナル制御異常と恒常性破綻により発症するさまざまな疾患の病態,診断と予防・治療に関する最新のトピックスを紹介することで,レドックスバイオロジーの生理学・病態学を基盤にした「レドックス疾患学」の学術領域の創生と,そのトランスレーショナル医学への応用,さらには未来型医療への展開を俯瞰したい.


2018年2月

赤池 孝章

■ 目次

概論

レドックス疾患学:レドックス制御の破綻による病態と新たな疾患概念

第1章 レドックスバイオロジーの新展開

Ⅰ 新たなレドックス応答分子と代謝シグナル制御

1 活性イオウによる生体防御応答,エネルギー代謝と寿命制御

2 活性イオウとNOシグナル

3 活性イオウによるミトコンドリア機能制御

4 金属と原子の相互作用を解き明かすラマンイメージング―原子間振動から読みとるメタボロミクスと疾患

Ⅱ レドックス応答と細胞機能制御

5 NADPHオキシダーゼ(Nox)によるレドックスシグナル制御

6 レドックス状態変動への生体適応を担うTRPチャネル

7 ASK1キナーゼによるレドックスシグナル制御―多彩な翻訳後修飾を介したシグナル制御とその破綻による疾患

8 糖代謝とレドックス制御

Ⅲ レドックスとストレス応答

9 Keap1による多様なストレス感知機構

10 レドックス制御による小胞体恒常性維持機構の解明―還元反応の場としての小胞体

11 チオレドキシンファミリーとエネルギー代謝

12 生体膜リン脂質のレドックス制御によるフェロトーシス制御

第2章 レドックスと疾患

1 ATF4とNrf2によるミトコンドリアホメオスタシス制御

2 環境中親電子物質エクスポソームとその制御因子としての活性イオウ分子

3 RNAイオウ編集の分子機構と代謝疾患

4 セレノプロテインPによるレドックス制御と2型糖尿病

5 チオレドキシンと心疾患

6 レドックスと呼吸器疾患

7 心筋におけるニトロソ化とリン酸化のクロストーク

8 軽いは重い?―神経変性疾患の発症における一酸化窒素の働きについて

9 消化管環境に存在するレドックス関連ガス状分子種と消化管疾患

10 活性酸素による核酸の酸化と老化関連疾患―発がんから神経変性まで

11 フェロトーシスとレドックス生物学・疾患とのかかわり

12 NRF2依存性難治がんの成立機構とその特性

13 レドックス変化に応答した細胞内Mg2+量の調節

14 酸化ストレスと腎障害

15 内耳の酸化障害とその防御機構

16 眼疾患と酸化ストレス

17 骨粗鬆症の酸化ストレス病態

18 放射線障害における生物学的応答を介した酸化ストレス亢進機構

第3章 レドックスの検出手法,応用など

1 レドックスイメージングのための蛍光プローブ開発

2 光制御型活性酸素,窒素酸化物,イオウ放出試薬の開発

3 活性イオウメタボローム:イオウ代謝物とレドックスバイオマーカー

4 質量分析による電子伝達体小分子のイメージング

5 レドックス活性鉄イオンイメージング

6 低酸素応答とレドックスシグナル

7 脂質異常症に関連したタンパク質のS-チオール化

■ 特記事項

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