フェロトーシス細胞死のコレステロール酸化を捉える ―脂質の酸化メカニズムをコレステロールの構造変化から解析―

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2026-11-06 東北大学

東北大学の研究グループは、鉄に依存する制御性細胞死「フェロトーシス」の進行過程で、細胞膜の主要成分であるコレステロールも酸化されることを明らかにした。ヒト由来の神経培養細胞にフェロトーシスを誘導し、脂質酸化とコレステロール酸化物の蓄積、細胞生存率を時間経過に沿って分析。その結果、細胞の生存率が明確に低下する前から、コレステロール分子の7位に由来する酸化物が蓄積することを確認した。特に7β体の増加は、ラジカル反応による酸化を示唆する。従来、フェロトーシス研究ではリン脂質の酸化が主に注目されていたが、本成果はコレステロールも酸化の標的となることを示した。コレステロール酸化物の測定は、フェロトーシスに伴う脂質酸化を評価する新たな指標となる可能性があり、細胞死の分子機構の理解や関連疾患研究への応用が期待される。

フェロトーシス細胞死のコレステロール酸化を捉える ―脂質の酸化メカニズムをコレステロールの構造変化から解析―
図1. 本研究の概要:フェロトーシス誘導におけるコレステロールの酸化

<関連情報>

エラスチン誘導性フェロトーシスにおけるラジカルを介したC7コレステロール酸化 Radical-mediated C7 cholesterol oxidation during erastin-induced ferroptosis

Yuta Akiba,Kotoko Arisawa,Takayuki Kaneko,Kei Ishida,Emiko Sato,Takashi Toyama,Yoshiro Saito
EXO – Beyond the Cell  Published: October 28, 2026
DOI:https://doi.org/10.70401/EXO.2026.0022

Abstract

Aims: Ferroptosis is driven by iron-dependent lipid peroxidation, but whether cholesterol undergoes radical-mediated oxidation during this process remains incompletely understood. We examined the temporal relationship between lipid peroxidation, cell death, and C7 cholesterol oxidation during erastin-induced ferroptosis.

Methods: Human SH-SY5Y cells were treated with erastin. Cell viability, lipid hydroperoxides, and lipid radicals were assessed using Alamar Blue, Liperfluo, and LipiRADICAL, respectively. Total 7α-hydroxycholesterol (t7α-OHCh), total 7β-hydroxycholesterol (t7β-OHCh), and 7-ketocholesterol (7-ketoCh) were quantified by gas chromatography–mass spectrometry (GC–MS) after triphenylphosphine reduction and saponification.

Results: Erastin-induced cell death was suppressed by deferoxamine, ferrostatin-1, and α-tocopherol. Liperfluo fluorescence increased before detectable LipiRADICAL fluorescence and loss of cell viability. t7α-OHCh increased during the early phase, whereas t7β-OHCh increased later; no statistically significant change in 7-ketoCh was detected. Because t7α-OHCh and t7β-OHCh represent composite pools of pre-existing free and esterified hydroxycholesterols and hydroperoxide-derived products, the early t7α-OHCh signal cannot distinguish enzymatic hydroxylation from a 7α-hydroperoxycholesterol (7α-OOHCh)-derived product. The increase in t7β-OHCh together with the overall C7 stereochemical profile is consistent with radical-mediated C7 cholesterol oxidation.

Conclusion: These findings support radical-mediated C7 cholesterol oxidation as an early component of erastin-induced ferroptotic lipid damage. The biological activity and extracellular transfer of these products remain to be established.

有機化学・薬学
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