鯨類における有機ハロゲン代謝物の脳内移行動態解明とそのリスク評価

• Project/Area Number: 14J06348
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Risk sciences of radiation and chemicals
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 落合 真理 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2015: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2014: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 有機ハロゲン代謝物 / 脳 / 環境汚染物質 / 鯨類 / 神経毒性 / ダイレクトリプログラミング / トランスクリプトーム / 脳移行 / 薬物動態 / in vivo / in silico

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、有機ハロゲン代謝物の脳移行性について解析し、脳における有機ハロゲン代謝物の動態解析とリスク評価を目的とした。本年度は、環境汚染物質が鯨類の神経に及ぼす影響を遺伝子レベルで明らかにするため、昨年度作成した鯨類（カズハゴンドウ）とヒトの誘導神経細胞（iNCs）を用いて、次世代シーケンスによるトランスクリプト－ム解析を行った。鯨類とヒトの1) 線維芽細胞、2) iNCs、3) 4'OH-CB72を24時間曝露したiNCsの3種からRNAを抽出し、変動する遺伝子を解析した。線維芽細胞からiNCsへの分化誘導能を検証した結果、ヒト・鯨類共に2000を超える発現変動遺伝子（DEGs）が認められ、両種において細胞外基質や焦点接着など神経発生に関わる遺伝子のエンリッチメントが確認された。さらに、シナプス形成に関与する遺伝子やそのレセプター (NPTX1, NPTXR)、シグナル伝達に関わる遺伝子 (SNAP25, SYT1, SYP)、神経内分泌セクレトグラニンII (SCGII)、甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン受容体 (TRHR) など、中枢神経系特異的な遺伝子の発現量上昇が認められ、神経細胞への分化を裏付ける結果が得られた。また、iNCsと4'OH-CB72曝露したiNCsでDEGsを比較したところ、iNCsで発現量上昇した遺伝子の一部 (NPTX1、SCGII、TRHR) が減少しており、4'OH-CB72はシナプス形成、神経内分泌やホルモン受容体などに影響を及ぼしていることが考えられた。これらの結果から、鯨類の脳に移行・残留するOH-PCBsは、実際に脳内で神経毒性を引き起こしている可能性が示唆された。実環境中では、鯨類はOH-PCBs以外にも様々な環境汚染物質に複合的かつ慢性的な曝露を受けているため、他の汚染物質や複合曝露の影響についてさらなる調査が求められる。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) and their hydroxylated and methoxylated analogues in the blood of harbor, Dall's and finless porpoises from the Japanes e coastal waters (2016)
  • Author(s): Ochiai, M., Nomiyama, K., Isobe, T., Yamada, T. K., Tajima, Y., Matsuda, A., Shiozaki, A., Matsuishi, T., Amano, M., Iwata, H., Tanabe, S.
  • Journal Title: Marine Environmental Research Volume: 1136(16) Pages: 30260-30264
  • DOI: 10.1016/j.marenvres.2016.11.004
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Key research questions of global importance for cetacean conservation. (2015)
  • Author(s): Parsons ECM, Baulch S, Bechshoft T, Bellazzi G, Bouchet G, Cosentino AM, Godard-Codding CAJ, Gulland F, Hoffmann-Kuhnt M, Hoyt E, Livermore S, MacLeod CD, Matrai E, Munger L, Ochiai M, Peyman A, et al.
  • Journal Title: Endangered Species Research Volume: 27 Issue: 2 Pages: 113-118
  • DOI: 10.3354/esr00655
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Hepatic trematode induces striking ductular reaction in a Hubb’s beaked whale (Mesoplodon carlhubbsi). (2016)
  • Author(s): Nakagun S., Shiozaki A., Ochiai M., Matsuda A., Matsuishi T., Horiuchi N., Kobayashi Y.
  • Organizer: American College of Veterinary Pathologists Annual Meeting 2016.
  • Place of Presentation: Hyatt Regency Hotel, New Orleans, USA
  • Year and Date: 2016-12-02
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] In vitro cytotoxicity assessment of environmental pollutants on finless porpoise fibroblasts. (2016)
  • Author(s): Ochiai M., Kurihara N., Nakata A., Hirano M., Tatsukawa T., Harada K. and Iwata H.
  • Organizer: 7th Bilateral Seminar Italy-Japan.
  • Place of Presentation: 南房総冨浦ロイヤルホテル（千葉県・南房総市）
  • Year and Date: 2016-11-30
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Next generation sequencing analysis to assess the effects of prenatal bisphenol A exposure on developing chicken embryos (2016)
  • Author(s): S. Itoh, T. Agusa, M. Hirano, M. Ochiai, E. Kim, H. Iwata.
  • Organizer: Society of Environmental Toxicology and Chemistry 7th SETAC World Congress North America 37th Annual meeting.
  • Place of Presentation: Rosen Shingle Creek, Orlando, Florida,USA
  • Year and Date: 2016-11-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Sex-dependent effects of prenatal bisphenol A exposure on liver transcriptome of rat offspring. (2016)
  • Author(s): Nguyen T.H., Yamamoto K., Agusa T., Hirano M., Ochiai M., Kim E-Y., Iwata H.
  • Organizer: Society of Environmental Toxicology and Chemistry 7th SETAC World Congress North America 37th Annual meeting.
  • Place of Presentation: Rosen Shingle Creek, Orlando, Florida,USA
  • Year and Date: 2016-11-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Disorders of sexual development in a common minke whale (Balaenoptera acutorostrata) from Japan. (2016)
  • Author(s): Nakagun S., Sasaki M., Ochiai M., Nakata A., Matsuda A., Matsuishi T., Watanabe K., Horiuchi N., Kobayashi Y.
  • Organizer: 9th annual meeting of the Asian Society of Conservation Medicine (ASCM).
  • Place of Presentation: Taipei Zoo, Taipei, Taiwan
  • Year and Date: 2016-10-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 茨城県に集団座礁したカズハゴンドウ（Peponocephala electra）に残留するPCBs，OH-PCBsの脳内負荷量と母仔間移行 (2016)
  • Author(s): 落合真理, 野見山桂, 磯部友彦, 山田格, 田島木綿子, 岩田久人, 国末達也, 国末達也
  • Organizer: 第27回日本セトロジー研究会
  • Place of Presentation: 長岡市寺泊文化センター（新潟県・長岡市）
  • Year and Date: 2016-06-25
• [Presentation] 北海道沿岸に座礁した鯨類における有機ハロゲン化合物の蓄積特性 (2016)
  • Author(s): 江頭佳奈、磯部友彦、落合真理、松石隆、山田格、田島木綿子、田辺信介、国末達也
  • Organizer: 第27回日本セトロジー研究会
  • Place of Presentation: 長岡市寺泊文化センター（新潟県・長岡市）
  • Year and Date: 2016-06-25
• [Presentation] 日本近海沿岸に漂着した鯨類に残留する生物蓄積性有機ハロゲン化合物の網羅分析 (2016)
  • Author(s): 元木一貴, 野見山桂, 後藤哲智, 落合真理, 江頭佳奈, 田島木綿子, 山田格, 磯部友彦, 国末達也, 田辺信介
  • Organizer: 第25回環境化学討論会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター（新潟県・新潟市）
  • Year and Date: 2016-06-08
• [Presentation] Lipid composition in the brain compartments of striped dolphins (Stenella coeruleoalba) in relation to the accumulation of environmental pollutants (PCBs and OH-PCBs) (2015)
  • Author(s): M. Ochiai, K. Nomiyama, T. Isobe, T.K. Yamada, Y. Tajima, M. Amano, H. Iwata1, S. Tanabe
  • Organizer: 21st Biennial Conference on the Biology of Marine Mammals
  • Place of Presentation: Hilton Union Square, San Francisco, USA
  • Year and Date: 2015-12-14
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 瀬戸内海に生息するスナメリの汚染とリスク (2015)
  • Author(s): 落合真理，野見山 桂，磯部友彦，山田 格，田島 木綿子，天野雅男，岩田久人， 田辺信介
  • Organizer: 文部科学省科学技術人材育成費補助事業「女性研究者研究活動支援事業（連携型）」四国5大学連携女性研究者活躍推進シンポジウム2015
  • Place of Presentation: 徳島大学藤井節郎記念医科学センター、徳島県徳島市
  • Year and Date: 2015-12-08
• [Presentation] Persistent environmental pollutants in Asian coastal waters---contamination of dolphin brains (2015)
  • Author(s): M. Ochiai, K. Nomiyama, T. Isobe, T.K. Yamada, Y. Tajima, M. Makara, M. Amano, T. Matsuishi, H. Iwata1, S. Tanabe
  • Organizer: 8th International Conference on Conservation Medicine
  • Place of Presentation: Zoological Garden, Yangon, Myanmar
  • Year and Date: 2015-10-17
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 鹿児島県南さつま市にマスストランディングしたスジイルカ（Stenella coeruleoalba）の脳内脂質組成とハロゲン化代謝物濃度 (2015)
  • Author(s): 落合真理，野見山 桂，磯部友彦，山田 格，田島 木綿子，天野雅男，田辺信介
  • Organizer: 第26回日本セトロジー研究会
  • Place of Presentation: あきた白神体験センター、秋田県山本郡
  • Year and Date: 2015-07-19
• [Presentation] PCBs, PBDEs and their hydroxylated metabolites in the brain of free-ranging toothed and baleen whales (2014)
  • Author(s): M. Ochiai, K. Nomiyama, T. Isobe, TK. Yamada, Y. Tajima, M. Makara, M. Amano and S. Tanabe
  • Organizer: 6th Bilateral Seminar Japan-Italy
  • Place of Presentation: The Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Palermo, Italy
  • Year and Date: 2014-11-19 – 2014-11-20
  • Invited
• [Presentation] ハクジラ・ヒゲクジラ類の脳に残留する有機ハロゲン代謝物 (2014)
  • Author(s): 落合真理，野見山 桂，磯部友彦，山田 格，田島 木綿子，真柄真実，天野雅男，松石 隆，田辺信介
  • Organizer: 第25回日本セトロジー研究会
  • Place of Presentation: 愛媛大学城北キャンパス，愛媛県松山市
  • Year and Date: 2014-05-24 – 2014-05-25
• [Presentation] ヒゲクジラ・ハクジラ類におけるOH-PCBsおよびOH-PBDEsの蓄積特性と脳移行 (2014)
  • Author(s): 落合真理，野見山 桂，磯部友彦，山田 格，田島 木綿子，真柄真実，天野雅男，松石 隆，田辺信介
  • Organizer: 第23回環境化学討論会
  • Place of Presentation: 京都大学百周年記念時計台記念館，京都府京都市
  • Year and Date: 2014-05-14 – 2014-05-16
• [Presentation] Chronic exposures of persistent organic pollutants (POPs) and their halogenated metabolites in the brain of free-ranging toothed and baleen whales (2014)
  • Author(s): M. Ochiai, K. Nomiyama, T. Isobe, TK. Yamada, Y. Tajima, M. Makara, M. Amano and S. Tanabe
  • Organizer: SETAC Europe 24th Annuals Meeting
  • Place of Presentation: Congress Center Basel, Basel, Switzerland
  • Year and Date: 2014-05-11 – 2014-05-15
• [Remarks] 愛媛大学沿岸環境科学研究センター 化学汚染・毒性解析部門：環境毒性学（岩田）研究室
  • URL: http://ecotoxiwata.jp/index.html