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DNAマイクロアレイを用いた新規多指標型環境汚染物質検出法の開発

Research Project

Project/Area Number 17780241
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Boundary agriculture
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

川田 耕司  Hokkaido University, 大学院・工学研究科, 博士研究員 (20374572)

Project Period (FY) 2005 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2007: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2005: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
KeywordsDNAマイクロアレイ / 環境汚染物 / 重金属 / 発癌性 / マーカー遺伝子 / 環境汚染物質 / 酸化ストレス / タンパク変性
Research Abstract

本年度は、発癌作用のモデル化学物質として、ニトロソアミン(DNA障害性)、TPA(DNA非障害性、プロモーター)、TCE(DNA非障害性)を選択し、これら化学物質により特異的に誘導される遺伝子ライブラリーを構築した。また、3種の重金属(As、Cd、Ni)暴露における遺伝子発現解析を行い、モデル化学物質暴露における遺伝子発現パターンと比較した。その結果、これら重金属の主要な発癌作用は細胞増殖の促進、DNA傷害であることが明らかとなった。
上記の特徴は活性酸素(ROS)産生物質であるDMNQでも認められたため、ROS産生が重金属の主要な発癌メカニズムと仮定し、抗酸化物質であるアスコルビン酸処理後の細胞についても同様の検討を行った。その結果、ヒ素では細胞増殖、DNA傷害に関わる変動遺伝子数が顕著に減少したのに対し、カドミウムとニッケルではむしろ増加する結果となった。すなわち、ヒ素の発癌性においては活性酸素産生が主要な発癌メカニズムであり、カドミウム、ニッケルにおいては他のメカニズムが関与していることが明らかとなった。
さらに本研究では、発癌性マーカーとして有用であると考えられる遺伝子PTTG1が見出され、供試したすべての発癌物質、重金属において有意に発現することが定量的RT-PCR法によって確認された。重金属の発癌性はエイムズテスト等の既存の発癌評価本手法によって評価することが困難であるため、簡便かっ迅速な評価手法の開発が求められる。本研究によって得られた結果より、DNAマイクロアレイによって重金属を含む広範囲の発癌物質を評価可能であることが明らかとなり、また、見いだされた発癌性マーカーPTTG1遺伝子は機構の異なる発癌物質の包括的なスクリーニングに有用であると考えられる。

Report

(3 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2007

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Classification of heavy metal toxicity by human DNA microarray analysis2007

    • Author(s)
      Koji Kawata, Hiroyuki Yokoo, Ryuhei Shimazaki, and Satoshi Okabe
    • Journal Title

      Environmental Science & Technology 41

      Pages: 3769-3774

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Classification of heavy metal toxicity by human DNA microarray analysis2007

    • Author(s)
      Koji Kawata, Hiroyuki Yokoo, Ryuhei Shimazaki, Satoshi Okabe
    • Journal Title

      Environmental Science & Technology (印刷中)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 発癌性物質および重金属暴露細胞における遺伝子発現プロファイル比較2007

    • Author(s)
      川田 耕司
    • Organizer
      第13回日本環境毒性学会・バイオアッセイ研究会合同研究発表会
    • Place of Presentation
      東京海洋大学(東京)
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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