2015 Fiscal Year Research-status Report
亜急性・慢性ネオニコチノイド中毒の診断法の開発と病態発生機序の解明
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15K00559
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| Research Institution | Tokyo Women's Medical University |
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Principal Investigator |
平 久美子 東京女子医科大学, 医学部, 非常勤講師 (10163148)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池中 良徳 北海道大学, (連合)獣医学研究科, 准教授 (40543509)
中山 翔太 北海道大学, (連合)獣医学研究科, 助教 (90647629)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ネオニコチノイド / ネオニコチノイド代謝産物 / 診断法 / 亜急性・慢性中毒 / 高感度分析法の開発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ヒトにおけるネオニコチノイドの毒性発現機序を解明し、亜急性・慢性中毒の診断法を確立することを目的とし以下の研究を実施した。
2015年度は、実施計画の通り、①動物実験（ウサギ）を用いたin vivo試験、②LC-TOF/MSと代謝産物のスクリーニングソフトMetabolite Pilotを用いた、尿中代謝産物の網羅的解析、③主要代謝産物の構造解析とその有機合成、④ネオニコチノイド7種および新規合成した代謝産物のLC-MS/MSを用いた高感度分析法の開発、⑤新たに開発したMethodを用い、国内外で採取した尿中ネオニコチノイドおよびその代謝産物のスクリーニング検査を実施した。
ウサギ尿中代謝産物の解析の結果、イミダクロプリドから5種の代謝産物が検出され、主代謝産物として水酸化物であるIMI-5OHが検出された。アセタミプリドから脱メチルアセタミプリド1種が検出された。ニテンピラムから6種類の代謝産物が検出され、脱メチル体が主要代謝産物として検出された。チアクロプリドから7種の代謝産物が検出され、THI-4OHやそのグルクロン酸抱合体が主要代謝産物として検出された。クロチアニジンはその親化合物が尿中主要成分として検出されたが、脱メチル体も同程度検出された。チアメトキサムについても、親化合物が主要成分として検出されたが、クロチアニジン(脱CH2OCH2体)他2種の代謝産物が検出された。ジノテフランについても親化合物が尿中主要成分であったが、脱メチル体を含む5種の代謝産物が確認された。
次に、ヒト尿サンプル96試料の分析を行った結果、親化合物としてイミダクロプリド、クロチアニジン、チアメトキサムの3化合物が検出された。一方、代謝産物として脱メチルアセタミプリド、脱メチルニテンピラム、5-OHイミダクロプリド、4OHイミダクロプリドが検出された。
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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
ウサギは、ヒトと同じくアルデヒドオキシダーゼ(AOX)活性が高いと言われており、ネオニコチノイドの代謝経路も類似していると報告されている。当該研究では、当初の計画通り、ウサギへのin vivoによる暴露実験を実施すると共に、LC-TOF/MSと代謝産物の解析ソフト(Metabolite Pilot, Sciex社)を用い尿中代謝産物の一斉同定・定量を行うと共に、主要代謝産物6種（脱メチルニテンピラム、脱メチルチアメトキサム、脱メチルクロチアニジン、脱メチルジノテフラン、4-OH-イミダクロプリド、5-OH-イミダクロプリド）の有機合成を行った。
一方、当初分析を予定していたネオニコチノイドの共通代謝産物であるカルボン酸代謝物（6-CAN;クロロニコチン酸、クロロチアゾールカルボン酸、テトラヒドロフランカルボン酸）は、スクリーニングの結果尿中から検出されなかったため高感度定量法の開発は実施しなかった。
疫学調査では、計画段階において日本国内のみを想定していた尿試料の採取であるが、スリランカやガーナ等、ネオニコチノイドの使用量が急激に増加している諸外国にも対象を増やすことが出来ており、当初予定を上回る成果となっている。更に、これらの尿のスクリーニングは一部完了しており、ネオニコチノイドの検出頻度と慢性腎機能障害（CKD）の有無に一定の関連性が見出されているが、尿中ネオニコチノイドとCKDを含む疾病との関係を明確にするためには、更なる疫学調査を国内外で行う必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
2015年度では、ヒトに適用しうる動物実験モデルとしてウサギを用い尿中代謝産物の定性的な解析を実施した。2016年度は、同じくウサギを用いるが、よりヒトにおける曝露に近い、低濃度・長期の曝露実験を実施する。更に、尿中だけでなく、各組織における蓄積特性を明らかにする。
一方、尿中高感度バイオマーカーの確立のため、ネオニコチノイドのヒトにおける代謝を詳細に解析する。ヒトにおける代謝経路の解明には、肝ミクロソーム画分を用いた、再構成系によるin vitro代謝実験を実施する。
動物実験およびヒトミクロソームを用いた代謝実験によって得られた試料は、LC-TOF/MSおよびMetabolite Pilotを用いた代謝産物のスクリーニングを実施し、主要代謝産物については、2015年度に引き続き有機合成および高感度分析法の開発を行う。更に、ヒトにおいて、どのP450分子種がネオニコチノイドの代謝に主に関与しているのか、ミカエリス・メンテンのカイネティック解析により明らかにする。
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| Causes of Carryover |
2015年度に行った有機合成、高感度分析法をさらに対象物質を増やして行う。さらにヒトにおける代謝について関与する酵素が不明であるので、それを明らかにする。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
2015年度に引き続き有機合成および高感度分析法の開発を行う。更に、ヒトにおいて、どのP450分子種がネオニコチノイドの代謝に主に関与しているのか、ミカエリス・メンテンのカイネティック解析により明らかにする。
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