2024/12/13 更新

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コバヤシ ユキノ
小林 之乃
KOBAYASHI Yukino
所属
医学部 医学科 基礎医学講座 薬理学講座
外部リンク

学位

  • 博士 (理学) ( 2021年3月   関西学院大学 )

研究キーワード

  • スフェロイド

  • がん幹細胞

  • がん微小環境

  • 低酸素

  • 低酸素 乳がん スフェロイド がん幹細胞 シグナル伝達

研究分野

  • ライフサイエンス / 医化学

学歴

  • 関西学院大学   理工学研究科

    - 2021年3月

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    国名: 日本国

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経歴

  • 旭川医科大学   医学部薬理学講座   助教

    2021年5月

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所属学協会

論文

  • The regulation of Hypoxia-Inducible Factor-1 (HIF-1alpha) expression by Protein Disulfide Isomerase (PDI) 査読 国際誌

    Yukino Kobayashi, Ami Oguro, Yuta Hirata, Susumu Imaoka

    PLOS ONE   16 ( 2 )   e0246531 - e0246531   2021年2月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Public Library of Science (PLoS)  

    Hypoxia-inducible factor-1alpha (HIF-1alpha), a transcription factor, plays a critical role in adaption to hypoxia, which is a major feature of diseases, including cancer. Protein disulfide isomerase (PDI) is up-regulated in numerous cancers and leads to cancer progression. PDI, a member of the TRX superfamily, regulates the transcriptional activities of several transcription factors. To investigate the mechanisms by which PDI affects the function of HIF-1alpha, the overexpression or knockdown of PDI was performed. The overexpression of PDI decreased HIF-1alpha expression in the human hepatocarcinoma cell line, Hep3B, whereas the knockdown of endogenous PDI increased its expression. NH<sub>4</sub>Cl inhibited the decrease in HIF-1alpha expression by PDI overexpression, suggesting that HIF-1alpha was degraded by the lysosomal pathway. HIF-1alpha is transferred to lysosomal membranes by heat shock cognate 70 kDa protein (HSC70). The knockdown of HSC70 abolished the decrease, and PDI facilitated the interaction between HIF-1alpha and HSC70. HIF-1alpha directly interacted with PDI. PDI exists not only in the endoplasmic reticulum (ER), but also in the cytosol. Hypoxia increased cytosolic PDI. We also investigated changes in the redox state of HIF-1alpha using PEG-maleimide, which binds to thiols synthesized from disulfide bonds by reduction. An up-shift in the HIF-1alpha band by the overexpression of PDI was detected, suggesting that PDI formed disulfide bond in HIF-1alpha. HIF-1alpha oxidized by PDI was not degraded in HSC70-knockdown cells, indicating that the formation of disulfide bond in HIF-1alpha was important for decreases in HIF-1alpha expression. To the best of our knowledge, this is the first study to show the regulation of the expression and redox state of HIF-1alpha by PDI. We also demonstrated that PDI formed disulfide bonds in HIF-1alpha 1–245 aa and decreased its expression. In conclusion, the present results showed that PDI is a novel factor regulating HIF-1alpha through lysosome-dependent degradation by changes in its redox state.

    DOI: 10.1371/journal.pone.0246531

    PubMed

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  • Feedback of hypoxia-inducible factor-1alpha (HIF-1alpha) transcriptional activity via redox factor-1 (Ref-1) induction by reactive oxygen species (ROS) 査読 国際誌

    Yukino Kobayashi, Ami Oguro, Susumu Imaoka

    Free Radical Research   1 - 11   2021年1月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Informa UK Limited  

    Hypoxia-inducible factor-1alpha (HIF-1alpha) is important for adaptation to hypoxia. Hypoxia is a common feature of cancer and inflammation, by which HIF-1alpha increases. However, prolonged hypoxia decreases HIF-1alpha, and the underlying mechanisms currently remain unclear. Cellular reactive oxygen species (ROS) increases in cancer and inflammation. In the present study, we demonstrated that prolonged hypoxia increased ROS, which induced prolyl hydroxylase domain-containing protein 2 (PHD2) and factor inhibiting HIF-1 (FIH-1), major regulators of HIF-1alpha. Cellular stress response (CSR) increased HIF-1alpha transcriptional activity by scavenging endogenous ROS. PHD2 and FIH-1 were induced by external hydrogen peroxide (H2O2) but were suppressed by ROS-scavenging catalase. We investigated the mechanisms by which PHD2 and FIH-1 are regulated by ROS. The knockdown of HIF-1alpha decreased PHD2 and FIH-1 mRNA levels, suggesting their regulation by HIF-1alpha. We then focused on redox factor-1 (Ref-1), which is a regulator of HIF-1alpha transcriptional activity. The knockdown of Ref-1 decreased PHD2 and FIH-1. Ref-1 was regulated by ROS. Prolonged hypoxia and the addition of H2O2 induced the expression of Ref-1. Furthermore, the knockdown of p65, a component of kappa-light-chain enhancer of activated B cells (NF-κB), efficiently inhibited the induction of Ref-1 by ROS. Collectively, the present results showed that prolonged hypoxia or increased ROS levels induced Ref-1, leading to the activation of HIF-1alpha transcriptional activity, while the activation of HIF-1alpha via Ref-1 induced PHD2 and FIH-1, causing the feedback of HIF-1alpha. To the best of our knowledge, this is the first study to demonstrate the regulation of HIF-1alpha via Ref-1 by ROS.

    DOI: 10.1080/10715762.2020.1870685

    PubMed

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  • Bisphenol A stabilizes Nrf2 via Ca<sup>2+</sup> influx by direct activation of the IP<sub>3</sub> receptor 査読

    Ami Oguro, Atsushi Sugitani, Yukino Kobayashi, Rika Sakuma, Susumu Imaoka

    The Journal of Toxicological Sciences   46 ( 1 )   1 - 10   2021年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Japanese Society of Toxicology  

    Bisphenol A (BPA) is an endocrine-disrupting chemical used in polycarbonate and epoxy resins. Previously, we found that BPA stabilized the protein levels of nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) by inducing Ca2+ efflux into the cytosol, followed by nitric oxide synthase activation, resulting in the enhanced nitrosylation of Keap1, which is a negative regulator of Nrf2. However, the mechanisms behind the stimulation of Ca2+ efflux by BPA remain unknown. In the present study, we found that BPA stimulated Ca2+ efflux into the cytosol from the ER, but not from outside of cells through the plasma membrane in Hep3B cells. Ca2+ efflux and Nrf2 stabilization by BPA were inhibited by an inhibitor of the inositol 1,4,5-trisphosphate (IP3) receptor, 2-aminoethoxydiphenylborane, in the endoplasmic reticulum. IP3 is produced by activation of phospholipase C (PLC) from a membrane lipid, phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2). The induction of Nrf2 by BPA was not inhibited by a PLC inhibitor, U-73122, suggesting that BPA does not induce the production of IP3 via PLC activation. We found that BPA bound directly to the IP3 binding core domain of the IP3 receptor, and BPA competed with IP3 on this site. In addition, overexpression of this domain of the IP3 receptor in Hep3B cells inhibited the stabilization of Nrf2 by BPA. These results clarified that the IP3 receptor is a new target of BPA, and that BPA induces Ca2+ efflux from the endoplasmic reticulum via activation of the IP3 receptor.

    DOI: 10.2131/jts.46.1

    PubMed

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  • Bisphenol A and rotenone induce S-nitrosylation of protein disulfide isomerase (PDI) and inhibit neurite outgrowth of primary cultured cells of the rat hippocampus and PC12 cells 査読

    Yukino Kobayashi, Ami Oguro, Erina Yagi, Akira Mitani, Suguru N. Kudoh, Susumu Imaoka

    The Journal of Toxicological Sciences   45 ( 12 )   783 - 794   2020年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Japanese Society of Toxicology  

    DOI: 10.2131/jts.45.783

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  • Bisphenol A and Its Derivatives Induce Degradation of HIF-1alpha <i>via</i> the Lysosomal Pathway in Human Hepatocarcinoma Cell Line, Hep3B 査読

    Yukino Kobayashi, Ami Oguro, Susumu Imaoka

    Biological and Pharmaceutical Bulletin   41 ( 3 )   374 - 382   2018年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Pharmaceutical Society of Japan  

    DOI: 10.1248/bpb.b17-00693

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  • Protein factors and chemical compounds regulating hypoxic or oxidative stress responses 査読

    Ami Oguro, Yukino Kobayashi, Susumu Imaoka

    Personalized Medicine Universe   4   27 - 31   2015年7月

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    記述言語:英語  

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講演・口頭発表等

  • Suppression of tumor spheroid formation by matrix metalloproteinase 19 (MMP19) in pyruvate dehydrogenase-E1β (PDH-E1β knockdown (KD) cells

    Yukino Kobayashi, Koh Nakayama

    第97回 日本薬理学会年会 

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    開催年月日: 2023年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Establishment of a selective culture method for breast cancer stem cells derived from patient tissue and a subgroup analysis of cancer stem cells 国際会議

    Satoshi Sueoka, Azusa Kai, Yukino Kobayashi, Shinsuke Sasada, Akiko Emi, Koh Nakayama, Morihito Okada, Takayuki Kadoya

    San Antonio Breast Cancer Symposium 2023 

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    開催年月日: 2023年12月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • 乳がんの腫瘍形成におけるピルビン酸デヒドロゲナーゼ-E1β (PDH-E1βの機能解明

    小林之乃, 中山恒

    第73回日本薬理学北部会 

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    開催年月日: 2022年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 低酸素状態におけるNrf2の制御

    中村美里, 小林之乃, 大黒亜美, 今岡進

    第39回 日本分子生物学会年会 

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    開催年月日: 2016年11月 - 2016年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 環境化学物質ビスフェノールAによるNrf2活性化機構の解析

    大黒亜美, 山中秀剛, 小林之乃, 今岡進

    第44回日本毒性学会学術年会  2017年7月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • 低酸素状態におけるNrf2の制御

    中村美里, 小林之乃, 大黒亜美, 今岡進

    第39回 日本分子生物学会年会  2016年12月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • Hypoxia inducible factor 1alpha (HIF-1alpha)の酸化還元制御

    第39回 日本分子生物学会  2016年11月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • ビスフェノールAによるニトロシル化を介した脳神経系への影響解析

    大黒亜美, 八木英里奈, 小林之乃, 今岡進

    第43回日本毒性学会学術年会  2016年6月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • BPA及びその類縁体によるHIF-1alpha発現量減少機構の解明

    第88回日本生化学会大会  2015年12月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • 乳がんの腫瘍形成におけるピルビン酸デヒドロゲナーゼ-E1β (PDH-E1β)の機能解明

    小林之乃, 中山恒

    第73回 日本薬理学会北部会  2022年9月 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  • ヒト肝がん細胞 (Hep3B細胞)におけるHIF-1alphaのBPAによる不安定化メカニズムの検討

    小林之乃、大黒亜美、今岡進

    第87回日本生化学会大会  2019年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • The mechanism behind the regulation of oxygen-dependent factors, Nrf2 and HIF-1alpha, by BPA

    Yukino Kobayashi, Ami Oguro, Susumu Imaoka

    International meeting on 33 rd JSSX and 22 nd MOD  2018年10月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Siah2及びp62によるNrf2発現調節機構の検討

    中村美里, 小林之乃, 大黒亜美, 今岡進

    2017年度生命科学系学会合同年次大会  2017年12月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 慢性低酸素環境下で活性化される新規転写因子による乳がん幹細胞維持機構の解明

    2023年7月 - 2024年3月

    秋山記念生命科学振興財団  研究助成  奨励

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    担当区分:研究代表者 

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  • 低酸素急性期から慢性期でスイッチングする乳がん幹細胞維持機構の解明

    研究課題/領域番号:23K14583  2023年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究

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    担当区分:研究代表者 

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  • 乳癌幹細胞および制御性T細胞の定量化、スフェロイド培養による新たな 薬物療法の効果予測

    2022年4月 - 2025年3月

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社会貢献活動

  • ひらめき☆ときめきサイエンス (科研費)

    2023年7月

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  • わくわくサイエンス

    役割:出演

    旭川ウェルビーイング・コンソーシアム  2023年6月

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    種別:セミナー・ワークショップ

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  • ひらめき☆ときめきサイエンス

    役割:出演

    日本学術振興会  2022年7月

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    種別:セミナー・ワークショップ

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  • ひらめき☆ときめきサイエンス (科研費)

    2022年7月

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  • わくわくサイエンス

    役割:出演

    旭川ウェルビーイング・コンソーシアム  2022年6月

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    種別:セミナー・ワークショップ

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  • ひらめき☆ときめきサイエンス

    役割:出演

    日本学術振興会  2021年8月

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    種別:セミナー・ワークショップ

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学術貢献活動

  • 論文の査読 国際学術貢献

    2023年9月 - 現在

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