2016 Fiscal Year Annual Research Report
ダイオキシンによる出生児発育障害：周産期児の成長ホルモン低下の意義とその機構
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15J03653
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
服部 友紀子 九州大学, 薬学府, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | 胎児 / 成長ホルモン産生細胞 / ダイオキシン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ダイオキシンの妊娠期曝露による出生児発育障害は、低用量の曝露で生起し、子供の一生の健康を脅かすため深刻な問題である。我々は、2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) 母体曝露により、胎児の脳下垂体において成長ホルモン (GH) の合成が顕著に低下すること、並びにその機構の一部には、GH 産生細胞の増殖誘導因子であるコルチコステロン低下が寄与することを見出している。そこで本研究では、TCDD が胎児期の GH 細胞増殖に及ぼす影響に着目し GH 低下の詳細な機構を解析すると共に、本障害を規定しうるダイオキシンの標的因子を探索した。
TCDD が胎児脳下垂体の GH 産生細胞数に及ぼす影響を解析した結果、GH 陽性細胞数が顕著に減少することが明らかとなった。そこで、TCDD 曝露母体に減少するコルチコステロンを補給したところ、TCDD により低下する胎児 GH 産生細胞数が改善する傾向を示した。以上の成果から、TCDD 母体曝露による GH 産生細胞の増殖抑制機構の一部にはコルチコステロン低下が寄与することが明らかとなった。しかし、GH 産生細胞数の低下は、母体へのコルチコステロン補給では正常水準にまで復帰せず、他の標的因子の可能性が示唆された。そこで、ダイオキシンの標的因子を探索するため、胎児脳下垂体を用いて DNA マイクロアレイ解析を行った。TCDD による変動の傾向が GH と類似した遺伝子を抽出し、胎生期の変動状況を解析した。その結果、機能未知の遺伝子である Death associated protein-like 1 (Dapl1) の発現のみが、GH 低下が出現する胎生 18 日目より TCDD 依存的に低下する事実が判明した。現在、この遺伝子に着目し、その発現低下の意義と機構の解明を目指している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) 母体曝露による、胎児期の成長ホルモン (GH) 発現低下の機構を明らかにすることを目的に研究を遂行した。手始めに、TCDD が胎児脳下垂体の GH 産生細胞数に及ぼす影響を解析した。その結果、TCDD はGH 産生細胞数の減少を通して GH 発現を抑制するという新規機構を明らかにすることができた。さらに、ダイオキシン曝露母体に低下するコルチコステロンを補給した結果、ダイオキシンによる胎児 GH 産生細胞数の減少が一定の改善を示した。この効果は、ヒト臨床用量に基づいた用量のグルココルチコイドを母体に単回処理することによって認められるため、ヒトへの応用性をもつダイオキシン発育障害の新規治療法としての発展が期待できる。
また、DNA マイクロアレイ解析を行い、GH 産生細胞数の減少を引き起こすダイオキシンの標的因子を探索した。その結果、機能未知の遺伝子である Death associated protein-like 1 (Dapl1) の発現が、GH 低下と同時期に TCDD 依存的に低下することが明らかとなった。現在、この遺伝子に着目し、その発現低下の意義と機構を解析している。ダイオキシン依存的な GH 低下の原因遺伝子と同定した暁には、本遺伝子を標的とした対策を検討することで、ダイオキシンによる発育障害の根本的解決を目指している。
これらの成果により、現在までの進捗はおおむね順調であると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
DNA マイクロアレイ解析により見い出された Death associated protein-like 1 (Dapl1) 発現低下の意義を検討する。まず、未処理の胎児脳下垂体初代培養細胞に Dapl1 siRNA を処理し、成長ホルモン (GH) を含む脳下垂体ホルモンの mRNA 発現量を定量する。さらに、TCDD 曝露胎児の脳下垂体初代培養細胞に Dapl1 を遺伝子導入し、GH 発現低下に対する影響を検討する。Dapl1 発現の変動により、GH 発現に影響が認められた場合、ダイオキシン曝露胎児において Dapl1 発現を増加させ、GH 低下およびそれに基づく種々の発育障害が回復するか否かを検討する。
上記の解析で影響が認められなかった場合、DNA マイクロアレイ解析で変動が認められた遺伝子について、再びスクリーニングを行い、GH 発現低下に寄与しうる因子を抽出する。さらには、エピジェネティック制御に対する影響ならびに、GH 合成制御系に対する影響の検討を行う。
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