2016 Fiscal Year Annual Research Report
高次の動物種における化学物質感受性の種差と適応進化の解明
Project/Area Number |
16H01779
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Research Institution | Hokkaido University |
Principal Investigator |
石塚 真由美 北海道大学, 獣医学研究科, 教授 (50332474)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池中 良徳 北海道大学, 獣医学研究科, 准教授 (40543509)
中山 翔太 北海道大学, 獣医学研究科, 助教 (90647629)
水川 葉月 北海道大学, 獣医学研究科, 助教 (60612661)
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Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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Keywords | 毒性学 / 環境化学物質 / 遺物代謝 / 種差 |
Outline of Annual Research Achievements |
動物はヒトと同じく多くの環境化学物質に曝露されており、環境化学物質による集団死は野生動物では世界的にも恒常的に起こっている。また、日常的な化学物質曝露は野生動物に病態を引き起こしていることがこれまでの研究により明らかになりつつある。一方で、動物の化学物質の感受性の種差や個体差に関する研究は少なく、化学物質のリスク管理を難しくし、また、野生動物のケミカルハザード(化学物質の有害性による被害)を引き起こす原因となっている。 本研究では化学物質感受性を決定する因子である異物代謝能についてその種差を明らかにすることを目的とした。異物代謝には第I相反応と第II相反応があり、第I相反応ではシトクロムP450を中心に研究を進め、特に殺鼠剤の感受性に関してこの酵素が大きく関与していることを明らかにした。また、特に哺乳類と鳥類に関して、第II相抱合反応であるグルクロン酸転移酵素の動物種差に関する解析を行った。 第II相反応について、食肉目ではネコ科動物ではUGT1A6が偽遺伝子化していることに加えて、鰭脚類においても低活性を示し、その原因が偽遺伝子及び遺伝子重複のリピート数の少なさに起因している可能性を見出した。また、UGT2B分子種に関しても同様にネコ科動物では低活性を示すこと、およびその原因について偽遺伝子化していることを明らかにした。 一方、鳥類では、猛禽類など食物連鎖上位に位置する種について、グルクロン酸抱合能がほかの鳥類種に比較して低い可能性を見出した。
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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
食物連鎖の上位に立つ食肉目に関して、第II相抱合能の低活性とその原因について明らかにした。また鳥類種に関する種差の解明にも取り組んでおり、これまでに取り組みのなかったユニークな研究内容となっている。国内外での学会での発表、招待講演も多数行っており、また学術雑誌にも研究成果を掲載していることから、当初の予定通り、順調に研究が進んでいると判断した。
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Strategy for Future Research Activity |
本研究では、特に、食物連鎖上ニッチを占める低次哺乳類および鳥類において、化学物質の感受性を明らかにする。そのため、動物園や野生動物の治療を行う各機関と連携し、試料の採集を継続する。 得られた試料について、化学物質感受性の種差の主原因となる異物代謝酵素について、引き続きin vivoや、肝臓ミクロソームを用いたin vitroでの解析をすすめるとともに、特に第II相抱合酵素を中心に各分子種をピックアップして、異種発現など再構成系により酵素学的特徴を明らかにする。また、食物連鎖の上位に立ち、かつ化学物質への抵抗性に関しては、草食動物とは異なる進化を遂げてきたと考えられる肉食性の動物種について、その特徴を調べる。さらに、鳥類など非対象動物への被害が問題となっている殺鼠剤の感受性に関しては、抵抗性獲得のメカニズムをin vivo、およびin vitroの観点から探索する。 一方、希少動物などは試料の採集そのものが困難であるケースが多く、異物代謝に係る酵素の種差や酵素学的特徴を明らかにすることは難しい。そこで、種差解明のための手法の確立のために、野生動物や動物園飼育動物の皮膚などから培養細胞を確立し、化学物質感受性のスクリーニングの為の基盤ツールを構築する。
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[Journal Article] Monitoring lead (Pb) pollution and identifying Pb pollution sources in Japan using stable Pb isotope analysis with kidney of wild rats.2017
Author(s)
Nakata H*, Nakayama SMM*, Oroszlany B, Ikenaka Y, Mizukawa H, Tanaka K, Harunari T, Tanikawa T, Darwish WS, Yohannes YB, Saengtienchai A, Ishizuka M (* Equal contribution).
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Journal Title
Int. J. Environ. Res. Public Health
Volume: in press
Pages: in press
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Organohalogen compounds in pet dog and cat: Do pets biotransform natural brominated products in food to harmful hydroxlated substances?2016
Author(s)
Mizukawa H, Nomiyama K, Nakatsu S, Iwata H, Yoo J, Kubota A, Yamamoto M, Ishizuka M, Ikenaka Y, Nakayama S, Kunisue T, Tanabe S.
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Journal Title
Environ. Sci. Technol.
Volume: 50
Pages: 442-52
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] 代謝酵素の動物種差2017
Author(s)
石塚真由美、中山翔太、水川葉月、池中良徳
Organizer
日本薬学会第137年会シンポジウム
Place of Presentation
仙台国際センター、仙台市
Year and Date
2017-03-24 – 2017-03-27
Invited
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[Presentation] Monitoring of blood lead levels (BLLs) in dogs and chickens from lead pollution area, Kabwe, Zambia.2016
Author(s)
Haruya Toyomaki, Shouta M.M. Nakayama, Yared B. Yohannes, John Yabe, Kaampwe Muzandu, Hazuki Mizukawa, Yoshinori Ikenaka, Mayumi Ishizuka.
Organizer
International Doctoral Symposium on Sustainable Management of Resources and Environment in the 21st Century
Place of Presentation
Hokkaido University, Hokkaido, Japan
Year and Date
2016-11-09 – 2016-11-11
Int'l Joint Research
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[Presentation] Characteristic for biotransformation of polychrolinated biphenyls in cats.2016
Author(s)
Hazuki Mizukawa, Misaki Maehara, Nozomu Yokoyama, Osamu Ichii, Mitsuyoshi Takiguchi, Kei Nomiyama, Hiroyuki Nishikawa, Yoshinori Ikenaka, Shouta M.M. Nakayama, Kohki Takaguchi, Shinsuke Tanabe, Mayumi Ishizuka
Organizer
The 7th SETAC World Congress/37th SETAC North America Annual Meeting
Place of Presentation
Rosen Shingle Creek, Orlando, FL, USA
Year and Date
2016-11-06 – 2016-11-10
Int'l Joint Research
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[Presentation] Contamination status of organohalogen compounds and their hydroxylated metabolites in pet cats and dogs: effects on thyroid hormones homeostasis.2016
Author(s)
Kei Nomiyama, Yasuo Yamamoto, Hazuki Mizukawa, Mitsuyoshi Takiguchi, Akifumi Eguchi, Shouta M.M. Nakayama, Yoshinori Ikenaka, Mayumi Ishizuka, Tatsuya. Kunisue, Shinsuke Tanabe.
Organizer
The 7th SETAC World Congress/37th SETAC North America Annual Meeting
Place of Presentation
Rosen Shingle Creek, Orlando, FL, USA
Year and Date
2016-11-06 – 2016-11-10
Int'l Joint Research
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[Presentation] In vivo analysis of PCB metabolic capacities and effects on the thyroid hormone in cats.2016
Author(s)
Hazuki, Mizukawa, Misaki Maehara, Nozomu Yokoyama, Osamu Ichii, Mitsuyoshi Takiguchi, Kei Nomiyama, Hiroyuki Nishikawa, Kohki Takaguchi, Aksorn Saengtienchai, Tsend-ayush Sainnoxoi, Yoshinori Ikenaka, Shouta M.M. Nakayama, Shinsuke Tanabe, Mayumi Ishizuka.
Organizer
The 9th International PCB Workshop
Place of Presentation
Kobe International Conference Center, Kobe, Japan
Year and Date
2016-10-09 – 2016-10-13
Int'l Joint Research
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[Presentation] A glycomics approach to renal biomarkers in birds.2016
Author(s)
Chihiro Ishii, Yoshinori Ikenaka, Osamu Ichii, Shouta M.M. Nakayama, Hazuki Mizukawa, Shin-Ichiro Nishimura, Tetsu Ohashi, Masakazu Tanaka, Keisuke Saito, Yukiko Watanabe, Mayumi Ishizuka
Organizer
The 4th Sapporo Summer Seminar for One Health (SaSSOH)
Place of Presentation
Sapporo, Japan
Year and Date
2016-09-20 – 2016-09-21
Int'l Joint Research
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[Presentation] The effect of environmental pollutants to pet animals ~Level and effects of Persistent organic pollutants (POPs) to domestic cat~.2016
Author(s)
Tsend-ayush Sainnokhoi, Hazuki Mizukawa, Misaki Maehara, Nozomu Yokoyama, Osamu Ichii, Mitsuyoshi Takiguchi, Kei Nomiyama, Aksorn Saengtienchai, Shinsuke Tanabe, Yoshinori Ikenaka, Shouta M.M. Nakayama, Mayumi Ishizuka.
Organizer
The 4th Sapporo Summer Seminar for One Health (SaSSOH)
Place of Presentation
Sapporo, Japan
Year and Date
2016-09-20 – 2016-09-21
Int'l Joint Research
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[Presentation] Kabwe childhood lead poisoning: past, present and future2016
Author(s)
John Yabe, Shouta MM Nakayama, Yoshinori Ikenaka, Yared B. Yohannes, Haruya Toyomaki, Kennedy Choongo, Kaampwe Muzandu and Mayumi Ishizuka
Organizer
8th International Toxicology Symposium in Africa
Place of Presentation
Giza, Egypt
Year and Date
2016-08-29 – 2016-08-31
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Risk Assessment of Heavy Metals via Consumption of Muscle and Offal of Free-Range Animals from Benin City2016
Author(s)
Emmanuel Temiotan Ogbomida, Shouta M.M. Nakayama, Nesta Bortey-Sam, Balazs Oroszlany, Isioma Tongo, Alex Ajeh Enuneku, Ogbeide Ozekeke, Martins Oshioriamhe Ainerua, Iriagbonse Priscillia Fasipe, Lawrence Ikechukwu Ezemonye, Hazuki Mizukawa, Yoshinori Ikenaka, Mayumi Ishizuka
Organizer
8th International Toxicology Symposium in Africa
Place of Presentation
Giza, Egypt
Year and Date
2016-08-29 – 2016-08-31
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Creating a model of renal damage in chicken and glycomic approach to identify novel biomarkers for kidney injury in birds2016
Author(s)
Chihiro Ishii, Yoshinori Ikenaka, Osamu Ichii, Shouta M.M. Nakayama, Shin-Ichiro Nishimura, Tetsu Ohashi, Masakazu Tanaka, Keisuke Saito, Yukiko Watanabe, Hazuki Mizukawa, Mayumi Ishizuka
Organizer
8th International Toxicology Symposium in Africa
Place of Presentation
Giza, Egypt
Year and Date
2016-08-29 – 2016-08-31
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Cytochrome P450 expression in the rabbit2016
Author(s)
Walaa Fathy Saad Eldin, Wageh S. Darwish, Yoshinori Ikenaka, Shouta M. Nakayama, Hazuki Mizukawa and Mayumi Ishizuka
Organizer
8th International Toxicology Symposium in Africa
Place of Presentation
Giza, Egypt
Year and Date
2016-08-29 – 2016-08-31
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Pb levels and isotope ratio profiles in kidneys of Japanese wild rats2016
Author(s)
Shouta M.M. Nakayama, Hokuto Nakata, Balazs Oroszlany, Yoshinori Ikenaka, Hazuki Mizukawa, Kazuyuki Tanaka, Tsunehito Harunari, Tsutomu Tanikawa, Yared B. Yohannes, Aksorn Saengtienchai, Mayumi Ishizuka
Organizer
8th International Toxicology Symposium in Africa
Place of Presentation
Giza, Egypt
Year and Date
2016-08-29 – 2016-08-31
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Metabolic capacities of polychlorinated biphenyls (PCBs) in cats and dogs2016
Author(s)
Hazuki Mizukawa, Kei Nomiyama, Shinsuke Tanabe, Misaki Maehara, Nozomu Yokoyama,Osamu Ichii, Mitsuyoshi Takiguchi, Yoshinori Ikenaka, Shouta M.M. Nakayama, Mayumi Ishizuka
Organizer
8th International Toxicology Symposium in Africa
Place of Presentation
Giza, Egypt
Year and Date
2016-08-29 – 2016-08-31
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Is there species difference of biological variation of lead (Pb) isotopic composition between livestock and poultry?2016
Author(s)
Masao Togao, Shouta M.M. Nakayama, John Yabe, Hokuto Nakata, Yoshinori Ikenaka, Chihiro Ishii, Yared B. Yohannes, Hazuki Mizukawa, Wageh Sobhy Darwish, Aksorn Saengtienchai, Mayumi Ishizuka
Organizer
8th International Toxicology Symposium in Africa
Place of Presentation
Giza, Egypt
Year and Date
2016-08-29 – 2016-08-31
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] N-glycans as potential novel biomarkers for kidney injury in avian species.2016
Author(s)
Chihiro Ishii, Yoshinori Ikenaka, Osamu Ichii, Shouta M.M. Nakayama,Hazuki Mizukawa, Shin-Ichiro Nishimura, Tetsu Ohashi, Masakazu Tanaka,Keisuke Saito, Yukiko Watanabe, Mayumi Ishizuka.
Organizer
65th International Conference of the Wildlife Disease Association,
Place of Presentation
Greek Peak Mountain Resort, Cortland, New York, USA
Year and Date
2016-07-31 – 2016-08-05
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[Presentation] KAMPAI -Team 2, PAST, PRESENT and FUTURE-2016
Author(s)
Shouta M.M. Nakayama, John Yabe, Yared Beyene, Haruya Toyomaki, Kaampwe Muzandu, Kennedy Choongo, Hazuki Mizukawa, Yoshinori Ikenaka, Mayumi Ishizuka.
Organizer
Kick-Off Symposium for the “The Project for Visualization of impact of chronic/latent chemical hazard and Geo-Ecological Remediation in Zambia”
Place of Presentation
CRESTA Golfview Hotel, Lusaka, Zambia
Year and Date
2016-07-14
Int'l Joint Research
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[Presentation] UGTの動物種差2016
Author(s)
石塚 真由美、中山 翔太、水川 葉月、池中 良徳
Organizer
第43回日本毒性学会学術年会
Place of Presentation
ウインクあいち、愛知
Year and Date
2016-06-29 – 2016-07-01
Invited
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[Presentation] Plasma essential trace element concentrations in dogs with chronic enteropathy.2016
Author(s)
Nozomu Yokoyama, Hiroshi Ohta, Hazuki Mizukawa, Yumiko Kagawa, Shouta Nakayama, Noboru Sasaki, Keitaro Morishita, Kensuke Nakamura, Yoshinori Ikenaka, Mayumi Ishizuka, Mitsuyoshi Takiguchi.
Organizer
American College of Veterinary Internal Medicine Forum 2016
Place of Presentation
Colorado convention center, Colorado, U.S.A
Year and Date
2016-06-08 – 2016-06-11
Int'l Joint Research
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[Presentation] Human health risk due to polycyclic aromatic hydrocarbon (PAHs) exposure in Kumasi, Ghana; and excretion of PAH metabolites in cattle urine from urban and rural sites.2016
Author(s)
Nesta Bortey-Sam, Yoshinori Ikenaka, Osei Akoto, Shouta M.M. Nakayama, Kwadwo A. Asante, Christian Obirikorang, Elvis Baidoo, Aksorn Saengtienchai, Hazuki Mizukawa, Mayumi Ishizuka.
Organizer
SETAC Europe 26th Annual Meeting
Place of Presentation
La Cite Nantes Congress Center, Nantes, France
Year and Date
2016-05-22 – 2016-05-26
Int'l Joint Research
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