多環芳香族炭化水素とその代謝物の内分泌撹乱作用とその測定法に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14370728
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 早川 和一 金沢大学, 自然科学研究科, 教授 (40115267)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 横井 毅 金沢大学, 医学系研究科, 教授 (70135226) ; 鳥羽 陽 金沢大学, 薬学部, 助手 (50313680) ; 木津 良一 金沢大学, 自然科学研究科, 助教授 (80143915)
• Keywords: 多環芳香族炭化水素 / 4-ヒドロキシベンツ[a]アントラセン / エストロゲン様 / 抗エストロゲン活性 / モノヒドロキシ体 / 酵母two-hybrid法 / 蛍光検出逆相HPLC / 尿

Research Abstract

有機物の燃焼に伴って大気中に放出される多環芳香族炭化水素(PAH)の中には,発ガン性/変異原性を示すものがあるが、さらにエストロゲン様/抗エストロゲン活性または抗アンドロゲン活性を示すものも明らかになった。PAHがエストロゲン様または抗エストロゲン活性を誘発するための経路の一つとして,体内組織中のcytochrome P450によって生成したPAHの代謝物が直接ヒトエストロゲン受容体(hER)にアゴニストあるいはアンタゴニストとして結合することによって各活性を発現することが考えられる。そこで,本研究では環境中濃度が高い2〜6環構造を有するPAH16種類及びその代謝物(モノヒドロキシ体;OHPAH)60余種類について,酵母two-hybrid法を用いてhERを介するエストロゲン様及び抗エストロゲン活性を評価した。その結果,まずPAHにはいずれの活性も観察されなかったが,OHPAHの中にエストロゲン様または抗エストロゲン活性を有するものがあることを初めて見出した。そして,いずれの作用も4環構造のOHPAHの中に強いものがあり,その中でも4-ヒドロキシベンツ[a]アントラセンが最も強いエストロゲン様活性を,3-ヒドロキシベンゾ[c]フェナンスレンが最も強い抗エストロゲン活性を示すことを明らかにした。そこで,分子モデリングソフトを用いたコンピューターシミュレーション解析を行い,OHPAHの環数と母核構造,水酸基の位置と部分電荷,イオン化エネルギーなどの物理化学的特性がhERへの結合と活性発現に深く関わっていることがわかった。次に,蛍光検出逆相HPLCによるOHPAHの分析法を開発して適用した結果,CYP1A1処理により,活性の強い4-ヒドロキシベンツ[a]アントラセンなどが生成することが明らかになった。また,ヒト尿のβ-グルクロニダーゼ処理液中からピレン,フェナントレン,ナフタレンなどの水酸化体が分析でき,PAH曝露評価法として有用なことがわかった。

Research Products

• [Publications] Tang, N., Toriba, A., Kizu, R., Hayakawa, K.: "Improvement of an Automatic HIPLC System for Nitropolycyclic Aromatic Hydrocarbons : Removal of an Interfering Peak and Increase in the Number of Analytes"Analytical Science. 19・2. 249-253 (2003)
• [Publications] Tanaka, S., Hayakawa, K., et al.: "Analysis of Reaction Products of Morphine and Codeine with Hydrogen Peroxide by High-Performance Liquid Chromatoaraphy/Mass Spectrometry"Analytical Science. 19・1. 163-165 (2003)
• [Publications] Toriba, A., Kizu, R., Yokoi, T., Hayakawa, K., et al.: "Method of determining monohydroxybenzo[a]pyrene isomers using column-switching high-performance liquid chromatography"Analytical Biochemistry. 312. 14-22 (2003)
• [Publications] Hayakawa, K., Kizu, R., Toriba, A., et al.: "Comparison of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and Nitropolycyclic Aromatic Hydrocarbons in Airborne Particulates Collected in Downtown and Suburban Kanazawa, Japan"Atmospheric Environment. 36・35. 5535-5541 (2002)
• [Publications] Kodama, S., Kizu, R., Hayakawa, K., et al.: "Enantioselective analysis of thiobencarb sulfoxide produced by metabolism of thiobencarb by hydroxypropyl-γ-cyclodextrin modified micellar electrokinetic chromatography"Journal Separation Scence. 25. 1055-1062 (2002)
• [Publications] Sasaki, H., Toriba, A., Kizu, R., Hayakawa.K., et al.: "Simultaneous determination of monohydroxybenzo[a]pyrene positional isomers by reversed-phase liquid chromatography coupled to electrospray ionization mass spectrometry"Biomedical Chromatography. 16・7. 432-436 (2002)
• [Publications] 早川和一, 木津良一, 鳥羽 賜(分担執筆), 今井一洋, 前田昌子共編: "機器分析学"丸善出版. 155 (2002)