家畜生殖遺伝毒性評価システムの構築:構造生物学・細胞生物的評価法の確立

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11556052
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 眞鍋 昇 京都大学, 農学研究科, 助教授 (80243070)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 英明 東北大学, 農学研究科, 教授 (80093243) ; 杉本 実紀 京都大学, 農学研究科, 助手 (20243074) ; 宮本 元 京都大学, 農学研究科, 教授 (00026618) ; 本道 栄一 山口大学, 農学部, 助教授 (30271745) ; 小倉 淳郎 国立感染症研究所, 獣医科学部, 室長 (20194524)
• Keywords: 環境ホルモン / 生殖毒性 / 遺伝毒性 / 食物連鎖 / 胎児奇形 / 生殖生理学 / 生殖腺 / 構造生物学

Research Abstract

外因性内分泌撹乱物質は、極低用量-長期間暴露されるのでその生殖遺伝毒性は従来からの評価法では的確に把握できない。本研究は、生体・生細胞を用いて構造生物学と細胞生物学的最先端技術を駆使して鋭敏かつ精密に評価できるシステムの創出を目指し、下記の成果を得た。(1)生殖子毒性:哺乳類卵巣では排卵に際し99%以上の卵胞が選択的に死滅し、精巣でも精子形成の過程で80%以上が死滅する。プログラムされた選抜死を免れた生殖子のみが受精に供される。この選抜の制御機構におよぼす化合物の毒性評価システムの確立を進めた。(2)胚・胎児毒性:着床前受精卵および着床後胚の発生、特に胚における生殖子・生殖腺形成におよぼす化合物の毒性評価システムを構築した。(3)毒性発現機構:化合物の標的であるホルモン受容体遺伝子を操作して構造変異を誘導し、これを核移植法にて胚に導入し、胚・胎仔における毒性発現を、化合物-受容体の相互的化学作用として検出解析できる分子・構造生物学的評価システムの構築を進めた。実験動物のみならず家畜も用いて、生体と培養細胞を材料にしてin vivoおよびin vitro系両面から研究を進めた。31Pシグナル観測法の構築、生殖子選択的死滅の分子細胞学的機序解明、生殖工学的遺伝子操作技術系の確立に注力し、実験室レベルで生殖遺伝毒性の解析法の統合を進めた。麻酔下に動物を生体NMR(31P核磁気共鳴緩和シフトと化学シフトシグナルを定量検出できる特殊プローブを開発した)に保定し、生殖腺と胎仔における31Pシグナルを部位特異的にリアルタイム検出する測定アプリケーションを作成し、下記遺伝子障害の構造生物学的最適測定条件を決定できた。

Research Products

• [Publications] Noboru Manabe, Hajime Miyamoto et al.: "In vivo noninvasive nuclear magnetic resonance (NMR) technique for assessment of teratogenicity induced by chemicals"Chemical Engineering. 47・1. 110-114 (2002)
• [Publications] Satoko Wada, Noboru Manabe, Hajime Miyamoto et al.: "TRAIL-decoy receptor-1 disappears in granulosa cells of atretic follicles in porcine ovaries"Journal of Reproduction and Devevelopment. 48・2. 167-173 (2002)
• [Publications] Satoko Wada, Noboru Manabe, Hajime Miyamoto et al.: "TRADD is involved in apoptosis induction in granulosa cells during atresia in pig ovaries"Journal of Reproduction and Devevelopment. 48・2. 175-181 (2002)
• [Publications] Hitoshi Okamura, Noboru Manabe et al.: "Protein tyrosine kinase expression in the porcine ovary"Molecular Human Reproduction. 7・4. 723-729 (2001)
• [Publications] Eiichi Hondo, Noboru Manabe et al.: "Molecular cloning and expression of suppressor of potassium transport defect 3 (SKD3) in rat testis"Journal of Reproduction and Devevelopment. 47・2. 173-180 (2001)
• [Publications] Minako Kiso, Noboru Manabe, Hajime Miyamoto et al.: "Abnormal accumulation of luteal bodies in ovaries of the senescence accelerated mouse (SAM)"Journal of Reproduction and Devevelopment. 47・2. 153-164 (2001)
• [Publications] Mizuho Nakayama, Noboru Manabe, Hajime Miyamoto et al.: "Changes in localization of type I,III and IV collagens and their mRNA expression during follicular atresia in bovine and porcine ovaries"Journal of Reproduction and Devevelopment. 47・1. 27-36 (2001)
• [Publications] Noboru Manabe, Hajime Miyamoto et al.: "Cell death receptor dependent regulation of granulosa cell apoptosis in porcine ovarian follicle atresia. In: Miyamoto H, Manabe N (eds), Reproductive Biotechnology: Reproductive biotechnology update and its related physiology"Hokuto Publishing Co., (Kyoto,Japan). 424 (2001)