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Introducing inter-individual differences into the biological monitoring of organophosphorus pesticide: Elucidating the effects of metabolic enzyme activity to the amount of urinary metabolite.

Research Project

Project/Area Number 19K19414
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 58020:Hygiene and public health-related: including laboratory approach
Research InstitutionNagoya City University

Principal Investigator

Sato Hirotaka  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (70775965)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords有機リン系殺虫剤 / 尿中代謝物 / 生物学的モニタリング / ベンチマークドーズ / 労働衛生 / ガイドライン値 / バイオマーカー / コリンエステラーゼ / 有機リン / 殺虫剤 / バイオモニタリング
Outline of Research at the Start

有機リン系殺虫剤(OP)はパラオキソナーゼ1(PON1)によって代謝されるが、その反応には著しい個体差がある。尿中に排泄される代謝物を用いてリスク管理を行うためにはPON1活性の違いによる影響を考慮する必要がある。
本研究では、PON1活性の違いと尿中OP代謝物量の関係を動物実験にて明らかにする。得られた知見より、OP散布作業者の労働環境における個人リスク評価モデル開発に貢献する。

Outline of Final Research Achievements

When an organophosphate pesticide (OP) enters the body, it is oxidized by cytochrome P450 in the liver to form an active oxon-form, which inhibits acetylcholinesterase (AChE) in the nervous system. Significant individual differences in the enzymatic activity of paraoxonase 1 (PON1), which metabolizes oxon-form, have been reported and may influence the excretion amount of urinary OP metabolites and the inhibition rate of AChE activity. Therefore, when examining risk assessment indices using these outcomes, it is possible to propose occupational health measures that consider individual differences in sensitivity to the OP by setting the index reflecting individual metabolic ability based on the effects of PON1.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、OP曝露量に応じたPON1活性への影響を検証しOP解毒作用の個体差に踏み込んだリスク評価手法の開発を目指すことに学術的意義がある。すなわち、PON1活性と曝露評価指標である尿中DAP量との関連性に基づいた参照値によるリスク管理が可能となる。
また、このようなリスクマネジメント手法は斬新であり、同様に代謝経路の個体差が想定される他の化学物質への応用可能性や、曝露状況が一律ではない労働環境における個人曝露評価の重要性が改めて示され、さらに個体差を反映した「個人リスク評価モデル」の提案が可能となる。他の化学物質についても応用できる新しいリスク評価の概念となる社会的意義のある研究である。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Non-linear model analysis of the relationship between cholinesterase activity in rats exposed to 2, 2-dichlorovinyl dimethylphosphate (dichlorvos) and its metabolite concentrations in urine2021

    • Author(s)
      Sato Hirotaka、Ito Yuki、Hanai Chinami、Nishimura Masaya、Ueyama Jun、Kamijima Michihiro
    • Journal Title

      Toxicology

      Volume: 450 Pages: 152679-152679

    • DOI

      10.1016/j.tox.2021.152679

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 薬剤間比較による有機リン系殺虫剤尿中代謝物の基準値設定の検討2020

    • Author(s)
      佐藤博貴、伊藤由起、上山純、上島通浩
    • Organizer
      第93回日本産業衛生学会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 佐藤博貴、伊藤由起、上山純、上島通浩2019

    • Author(s)
      薬剤間比較による有機リン系殺虫剤尿中代謝物の基準値設定の検討
    • Organizer
      第93回日本産業衛生学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Nonlinear model analyses of urinary metabolite levels of organophosphate pesticides corresponding to cholinesterase activity inhibition in rats2019

    • Author(s)
      Hirotaka Sato, Yuki Ito, Ikumi Bundo, Chinami Hanai, Masaya Nishimura, Jun Ueyama, Michihiro Kamijima
    • Organizer
      ISES-ISIAQ2019 Joint meeting of the International Society of Exosure Science and the International Society of Indoor Air Quality and Climate
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2022-01-27  

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