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感染統括制御・疫学・分子病態研究センター |
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松永 哲郎 (マツナガ テツロウ)
MATSUNAGA Tetsuro
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職務経歴（学外） 【 表示 ／ 非表示 】
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2024年04月-継続中
東北大学 大学院医学系研究科 環境医学分野 非常勤講師
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2024年04月-継続中
秋田大学 感染統括制御・疫学・分子病態研究センター 感染分子病態研究部門 教授
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2024年03月
東北大学 大学院医学系研究科 環境医学分野 講師
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2024年03月
東北大学 大学院医学系研究科 環境医学分野 講師
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2013年06月-2024年02月
東北大学 大学院医学系研究科 環境医学分野 助教
研究分野 【 表示 ／ 非表示 】
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ライフサイエンス / 応用微生物学
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ライフサイエンス / ウイルス学
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ライフサイエンス / 細菌学
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ライフサイエンス / 医化学
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ライフサイエンス / 細菌学
研究等業績 【 表示 ／ 非表示 】
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Supersulfide formation in the sinus mucosa of chronic rhinosinusitis
Suzuki J.
Laryngoscope Investigative Otolaryngology ( Laryngoscope Investigative Otolaryngology ) 9 ( 4 ) e1261 2024年08月 [査読有り]
研究論文（学術雑誌）
OBJECTIVES: Disruption of the oxidative stress defense system is involved in developing various diseases. Sulfur compounds such as glutathione (GSH) and cysteine (CysSH) are representative antioxidants in the body. Recently, supersulfides, including reactive persulfide and polysulfide species, have gained attention as potent antioxidants regulating oxidative stress and redox signaling. However, their involvement in the pathogenesis of chronic rhinosinusitis (CRS) remains unclear. METHODS: To clarify the changes in sulfur compounds within the sinus mucosa of each CRS subtype, we measured sulfur compound levels in the sinus mucosa of control individuals (n = 9), patients with eosinophilic CRS (ECRS) (n = 13), and those with non-ECRS (nECRS) (n = 11) who underwent sinus surgery using mass spectrometry. RESULTS: GSH and CysSH levels were significantly reduced, and the glutathione disulfide (GSSG)/GSH ratio, an oxidative stress indicator, was increased in patients with ECRS. Despite the absence of notable variations in supersulfides, patients with ECRS and nECRS exhibited a significant reduction in glutathione trisulfide (GSSSG), which serves as the precursor for supersulfides. CONCLUSIONS: This study is the first quantitative assessment of supersulfides in normal and inflamed sinus mucosa, suggesting that sulfur compounds contribute to the pathogenesis of CRS. LEVEL OF EVIDENCE: N/A.
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2H-Thiopyran-2-thione sulfine, a compound for converting H2S to HSOH/H2S2 and increasing intracellular sulfane sulfur levels.
Qi Cui, Meg Shieh, Tony W Pan, Akiyuki Nishimura, Tetsuro Matsunaga, Shane S Kelly, Shi Xu, Minkyung Jung, Seiryo Ogata, Masanobu Morita, Jun Yoshitake, Xiaoyan Chen, Jerome R Robinson, Wei-Jun Qian, Motohiro Nishida, Takaaki Akaike, Ming Xian
Nature Communications 15 ( 1 ) 2453 - 2453 2024年03月 [査読有り]
研究論文（学術雑誌）
Reactive sulfane sulfur species such as persulfides (RSSH) and H2S2 are important redox regulators and closely linked to H2S signaling. However, the study of these species is still challenging due to their instability, high reactivity, and the lack of suitable donors to produce them. Herein we report a unique compound, 2H-thiopyran-2-thione sulfine (TTS), which can specifically convert H2S to HSOH, and then to H2S2 in the presence of excess H2S. Meanwhile, the reaction product 2H-thiopyran-2-thione (TT) can be oxidized to reform TTS by biological oxidants. The reaction mechanism of TTS is studied experimentally and computationally. TTS can be conjugated to proteins to achieve specific delivery, and the combination of TTS and H2S leads to highly efficient protein persulfidation. When TTS is applied in conjunction with established H2S donors, the corresponding donors of H2S2 (or its equivalents) are obtained. Cell-based studies reveal that TTS can effectively increase intracellular sulfane sulfur levels and compensate for certain aspects of sulfide:quinone oxidoreductase (SQR) deficiency. These properties make TTS a conceptually new strategy for the design of donors of reactive sulfane sulfur species.
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Longevity control by supersulfide-mediated mitochondrial respiration and regulation of protein quality.
Akira Nishimura, Sunghyeon Yoon, Tetsuro Matsunaga, Tomoaki Ida, Minkyung Jung, Seiryo Ogata, Masanobu Morita, Jun Yoshitake, Yuka Unno, Uladzimir Barayeu, Tsuyoshi Takata, Hiroshi Takagi, Hozumi Motohashi, Albert van der Vliet, Takaaki Akaike
Redox Biology 69 103018 - 103018 2024年02月 [査読有り]
研究論文（学術雑誌）
Supersulfides, which are defined as sulfur species with catenated sulfur atoms, are increasingly being investigated in biology. We recently identified pyridoxal phosphate (PLP)-dependent biosynthesis of cysteine persulfide (CysSSH) and related supersulfides by cysteinyl-tRNA synthetase (CARS). Here, we investigated the physiological role of CysSSH in budding yeast (Saccharomyces cerevisiae) by generating a PLP-binding site mutation K109A in CRS1 (the yeast ortholog of CARS), which decreased the synthesis of CysSSH and related supersulfides and also led to reduced chronological aging, effects that were associated with an increased endoplasmic reticulum stress response and impaired mitochondrial bioenergetics. Reduced chronological aging in the K109A mutant could be rescued by using exogenous supersulfide donors. Our findings indicate important roles for CARS in the production and metabolism of supersulfides-to mediate mitochondrial function and to regulate longevity.
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Quantitative profiling of supersulfides naturally occurring in dietary meats and beans.
Shingo Kasamatsu, Ayaka Kinno, Chiharu Miura, Jun-Ichi Hishiyama, Kensuke Fukui, Shoji Kure, Kazunobu Tsumura, Tomoaki Ida, Tetsuro Matsunaga, Takaaki Akaike, Hideshi Ihara
Analytical Biochemistry 685 115392 - 115392 2024年01月 [査読有り]
研究論文（学術雑誌）
Sulfur is essential in the inception of life and crucial for maintaining human health. This mineral is primarily supplied through the intake of proteins and is used for synthesizing various sulfur-containing biomolecules. Recent research has highlighted the biological significance of endogenous supersulfides, which include reactive persulfide species and sulfur catenated residues in thiol and proteins. Ingestion of exogenous sulfur compounds is essential for endogenous supersulfide production. However, the content and composition of supersulfides in foods remain unclear. This study investigated the supersulfide profiles of protein-rich foods, including edible animal meat and beans. Quantification of the supersulfide content revealed that natto, chicken liver, and bean sprouts contained abundant supersulfides. In general, the supersulfide content in beans and their derivatives was higher than that in animal meat. The highest proportion (2.15 %) was detected in natto, a traditional Japanese fermented soybean dish. These results suggest that the abundance of supersulfides, especially in foods like natto and bean sprouts, may contribute to their health-promoting properties. Our findings may have significant biological implications and warrant developing novel dietary intervention for the human health-promoting effects of dietary supersulfides abundantly present in protein-rich foods such as natto and bean sprouts.
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Persulfide biosynthesis conserved evolutionarily in all organisms.
Seiryo Ogata, Tetsuro Matsunaga, Minkyung Jung, Uladzimir Barayeu, Masanobu Morita, Takaaki Akaike
Antioxidants & Redox Signaling ( Mary Ann Liebert Inc ) 39 ( 13-15 ) 983 - 999 2023年11月 [査読有り]
研究論文（学術雑誌）
SIGNIFICANCE: Persulfides/polysulfides are sulfur-catenated molecular species (i.e., R-Sn-R', n > 2; R-Sn-H, n > 1, with R = cysteine, glutathione, and proteins), such as cysteine persulfide (CysSSH). These species are abundantly formed as endogenous metabolites in mammalian and human cells and tissues. However, the persulfide synthesis mechanism has yet to be thoroughly discussed. RECENT ADVANCES: We used β-(4-hydroxyphenyl)ethyl iodoacetamide and mass spectrometry to develop sulfur metabolomics, a highly precise, quantitative analytical method for sulfur metabolites. CRITICAL ISSUES: With this method, we detected appreciable amounts of different persulfide species in biological specimens from various organisms, from the domains Bacteria, Archaea, and Eukarya. By using our rigorously quantitative approach, we identified cysteinyl-tRNA synthetase (CARS) as a novel persulfide synthase, and we found that the CysSSH synthase activity of CARS is highly conserved from the domains Bacteria to Eukarya. Because persulfide synthesis is found not only with CARS but also with other sulfotransferase enzymes in many organisms, persulfides/polysulfides are expected to contribute as fundamental elements to substantially diverse biological phenomena. In fact, persulfide generation in higher organisms-i.e., plants and animals-demonstrated various physiological functions that are mediated by redox signaling, such as regulation of energy metabolism, infection, inflammation, and cell death including ferroptosis. FUTURE DIRECTIONS: Investigating CARS-dependent persulfide production may clarify various pathways of redox signaling in physiological and pathophysiological conditions and may thereby promote the development of preventive and therapeutic measures for oxidative stress as well as different inflammatory, metabolic, and neurodegenerative diseases.
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New aspects of redox signaling mediated by supersulfides in health and disease
Akaike T.
Free Radical Biology and Medicine ( Free Radical Biology and Medicine ) 222 539 - 551 2024年09月 [査読有り]
Oxygen molecules accept electrons from the respiratory chain in the mitochondria and are responsible for energy production in aerobic organisms. The reactive oxygen species formed via these oxygen reduction processes undergo complicated electron transfer reactions with other biological substances, which leads to alterations in their physiological functions and cause diverse biological and pathophysiological consequences (e.g., oxidative stress). Oxygen accounts for only a small proportion of the redox reactions in organisms, especially under aerobic or hypoxic conditions but not under anaerobic and hypoxic conditions. This article discusses a completely new concept of redox biology, which is governed by redox-active supersulfides, i.e., sulfur-catenated molecular species. These species are present in abundance in all organisms but remain largely unexplored in terms of redox biology and life science research. In fact, accumulating evidence shows that supersulfides have extensive redox chemical properties and that they can be readily ionized or radicalized to participate in energy metabolism, redox signaling, and oxidative stress responses in cells and in vivo. Thus, pharmacological intervention and medicinal modulation of supersulfide activities have been shown to benefit the regulation of disease pathogenesis as well as disease control.
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A persulfide shield: An endogenous reactive sulfur species in the forefront in the electrophile detoxification pathway
Hisyam Abdul Hamid, Tsuyoshi Takata, Tetsuro Matsunaga, Takaaki Akaike
Sulfurtransferases ( Elsevier ) 101 - 117 2023年01月 [査読有り]
The research area of persulfides and polysulfides has piqued the interest of many scientists worldwide. Numerous attempts have been made to understand the nature of reactive sulfur species particularly biological polysulfides and supersulfides (RSnSH). Appreciable amounts of the endogenous RSnSH cysteine hydropersulfide were discovered in various organisms. The moonlighting function of mitochondrial cysteinyl-tRNA synthetase as a persulfide synthase was also discovered. This enzyme was thought to be the major player in the biogenesis of endogenous low-molecular-weight RSnSH, and, as one important function, it integrates RSnSH into proteins. Several studies indicated that RSnSH is highly relevant to various biological functions, from cell signaling to electrophilic regulation. In this review, we focus on highlighting the potential roles of endogenous RSnSH as part of the critical biological detoxification mechanism.
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新興感染症菌Helicobacter cinaediの骨髄内の潜伏感染と細胞内寄生性の分子機構の解明
松永 哲郎, 西村 明, 守田 匡伸, 井田 智章, 津々木 博康, 澤 智裕, 河村 好章, 赤池 孝章
日本細菌学雑誌 ( 日本細菌学会 ) 74 ( 1 ) 104 - 104 2019年03月
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新興感染症菌Helicobacter cinaediの骨髄内における潜伏感染と細胞内寄生性の解析
松永哲郎, 西村明, 守田匡伸, 藤井重元, 井田智章, 澤智裕, 河村好章, 赤池孝章
日本細菌学雑誌(Web) ( 日本細菌学会 ) 73 ( 1 ) 117(J‐STAGE) - 117 2018年02月
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新興感染症菌Helicobacter cinaediの骨髄内における潜伏感染と細胞内寄生性の解析
松永 哲郎, 西村 明, 守田 匡伸, 藤井 重元, 井田 智章, 澤 智裕, 河村 好章, 赤池 孝章
日本細菌学雑誌 ( 日本細菌学会 ) 73 ( 1 ) 117 - 117 2018年02月
◆原著論文【 表示 ／ 非表示 】
◆その他【 表示 ／ 非表示 】
Book（書籍） 【 表示 ／ 非表示 】
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呼吸器ウイルス感染症と呼気オミックス
松永哲郎, 張田力, 赤池孝章 ( 担当： その他 )
臨床免疫・アレルギー科 2024年09月
その他
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新型コロナウイルス感染症と酸化ストレス
松永 哲郎 ( 担当： その他 )
酸化ストレスの医学 改訂第３版 2024年
その他
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超硫黄分子による呼吸器疾患制御と呼気オミックス
緒方星陵, 松永哲郎, 赤池孝章 ( 担当： その他 )
呼吸器疾患最新の治療 2025-2026 2024年
その他
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【環境化学物質と生体応答】環境物質と生命の起源：超硫黄生物学プロローグ
松永 哲郎, 赤池 孝章 ( 担当： その他 )
メディカルサイエンスダイジェスト・ニューサイエンス社 2023年01月
その他
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【メタボロミクスの臨床応用への挑戦】呼気オミックスと個別化医療
赤池 孝章, 松永 哲郎, 井田 智章, 高田 剛, Jung Minkyung, 守田 匡伸, 本橋 ほづみ ( 担当： その他 )
Precision Medicine・(株)北隆館 2021年12月
その他
新型コロナウイルスのパンデミックが猛威を振るうなか、新型コロナ感染症の迅速かつ高感度・高精度な診断、病期・病状の評価、治療効果の判定や重症化のリスク判定、予後・合併症の予測診断のための検査法の確立が喫緊の課題である。現在我々は、自然に吐く息(呼気)を用いた無侵襲な試料採取・検査法として呼気オミックス解析法の開発に取り組んでいる。本法により、生体情報を「さりげなく」モニタリングする空間オミックス技術を、無侵襲・非接触型の呼気医療に展開することで、画期的な未来型遠隔医療の社会実装が可能となるものと期待される。(著者抄録)
産業財産権 【 表示 ／ 非表示 】
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空気中の微粒子捕集装置および空気中の微粒子捕集方法
特許
特願 特願2023-037618
出願日： 2023年03月10日
高奈 秀匡, 中嶋 智樹, 太田 信, 赤池 孝章, 安西 眸, 松永 哲郎
科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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超硫黄分子によるエネルギー代謝と酸化ストレスシグナル機能の解明
基盤研究(S)
研究期間: 2024年04月 - 2029年03月 代表者: 赤池 孝章, 三木 裕明, 村上 一馬, 松永 哲郎
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超硫黄分子の代謝制御メカニズムの解明
基盤研究(C)
研究期間: 2023年04月 - 2026年03月 代表者: 守田 匡伸, 松永 哲郎, 井田 智章
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超硫黄分子の代謝制御メカニズムの解明
基盤研究(C)
研究期間: 2023年04月 - 2026年03月 代表者: 守田 匡伸, 松永 哲郎, 井田 智章
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腸管寄生虫の高濃度硫化水素環境における寄生戦略
基盤研究(B)
研究期間: 2023年04月 - 2026年03月 代表者: 稲岡 健ダニエル, 松永 哲郎
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NADPHオキシダーゼとNO合成酵素による活性硫黄代謝と新しい生理機能の解明
基盤研究(C)
研究期間: 2023年04月 - 2026年03月 代表者: 高田 剛, 松永 哲郎
学会等発表 【 表示 ／ 非表示 】
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環化超硫黄分子による真核生物・ヒトのミトコンドリア エネルギー代謝機構の解明
松永哲郎, Uladzimir Barayeu, 清水隆之, 張田力, 守田匡伸, 緒方星陵, Jung Minkyung, 増田真二, 吉沢道人, 本橋ほづみ, 赤池孝章
第97回日本生化学会大会（横浜） 2024年11月 - 2024年11月
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呼気・空間オミックスによる感染症モニタリング
松永 哲郎
第4回研究プロモートセミナー：秋田大学の新しい基礎研究力～新任教員紹介～（オンライン） 2024年09月 - 2024年09月
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Cyclo-octa-sulfur contributes to energy metabolism in mitochondria
Tetsuro Matsunaga, Uladzimir Barayeu, Masanobu Morita, Seiryo Ogata, Minkyung Jung, Tianli Zhang, Tsuyoshi Takata, Michito Yoshizawa, Hozumi Motohashi, Takaaki Akaike
The 13th International Conference on the Biology, Chemistry, and Therapeutic Applications of Nitric Oxide 2024 (Stockholm) 2024年08月 - 2024年08月
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生物種横断的な環化超硫黄分子の生成および生理機能の解明
松永哲郎, Uladzimir Barayeu, 清水隆之, 守田匡伸, 緒方星陵, Jung Minkyung, 増田真二, 吉沢道人, 本橋ほづみ, 赤池孝章
第97回日本細菌学会総会（札幌） 2024年08月 - 2024年08月
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環化超硫黄分子の種横断的な大量生成と ミトコンドリアエネルギー代謝機構の解明
松永哲郎, Barayeu Uladzimi, 清水隆之, 張 田力, 守田匡伸, 緒方星陵, Jung Minkyung, 増田真二, 吉沢道人, 本橋ほづみ, 赤池孝章
第76回日本細菌学会東北支部総会（秋田） 2024年08月 - 2024年08月
担当経験のある授業科目(学外) 【 表示 ／ 非表示 】
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微生物学
2013年学校法人加寿美学園 熊本中央高等学校
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微生物学
2013年熊本労災看護専門学校
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微生物学
2012年学校法人 有明学園 有明高等学校（熊本県）
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ISTU環境保健医学（1単元、日本語）
東北大学・医学系研究科
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ISTU環境保健医学（1単元、英語）
東北大学・医学系研究科
メディア報道 【 表示 ／ 非表示 】
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高い抗酸化作用を持つ超硫黄分子の特性解明へ、老化を防ぐ医薬品・食品の開発に貢献 「島津製作所×東北大学 超硫黄生命科学共創研究所」を設置
2024年03月13日
東北大学プレスリリース・研究成果
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「超硫黄分子」の寿命延長効果を発見 ～新たなサプリメントや健康法の開発に期待～
2024年01月19日
東北大学プレスリリース・研究成果
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東北大学流体科学研究所とMeiji Seikaファルマ 空気中のウイルス捕集・計数に関する共同実証試験を開始
2023年10月05日
東北大学プレスリリース・研究成果
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超硫黄分子による心機能の制御メカニズムを解明 虚血性心疾患や難治性心不全などの診断・治療への応用に期待
2023年08月21日
東北大学プレスリリース・研究成果
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超硫黄分子によるウイルスと慢性肺疾患の制御法を開発ーミラクル分子・超硫黄による病気のコントロールで未来型呼気医療を展開へ
2023年08月04日
東北大学プレスリリース・研究成果