2017 Fiscal Year Research-status Report
皮膚内代謝を基盤としたシックハウス症候群発現リスク評価法の確立
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16K00625
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| Research Institution | Josai University |
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Principal Investigator |
畑中 朋美 城西大学, 薬学部, 教授 (10198749)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 穣 東海大学, 医学部, 教授 (10146706)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 有害化学物質 / 環境質定量化・予測 / 薬剤反応性 / シックハウス症候群 / 経皮暴露 / フタル酸エステル / 皮膚内代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はシックハウス症候群（SHS）の原因物質の一つであるフタル酸エステルの経皮暴露に対するリスク評価法の確立を目的としている。平成28年度はSHS患者において健常人より単核球中酵素活性が高いことが報告されている神経障害標的エステラーゼ（NTE）に着目し、ヒトNTE遺伝子PNPLA6導入マウスとSHS以外の皮膚移植患者の皮膚および単核球を用い、皮膚内のNTE活性は単核球中活性に相関し、皮膚内活性が高いほどフタル酸エステル経皮吸収性が増加することを明らかにした。しかし、皮膚内の総エステラーゼ活性に占めるNTE活性の割合は10%程度であったことから、平成29年度はフタル酸エステルの皮膚内代謝に寄与するNTE以外の酵素の探索を試み、以下の研究成果を得た。
既存のDNAデータベースに基づき、ヒト正常皮膚に高発現している異物代謝酵素のカルボキシルエステラーゼ（CES1およびCES2）と角質細胞間脂質代謝酵素のスフィンゴミエリンホスホジエステラーゼ１（SMPD1）、ステロイドスルファターゼ（STS）およびグルコセレブロシダーゼ（GBA）を取り上げ、その皮膚内分布と加水分解挙動の速度論的解析を行った。
皮膚内のエステラーゼ活性は主に角層以下の表皮に局在し、CES2、SMPD1およびSTSはエステラーゼ活性と同じ部位に局在したが、CES1とGBAは皮膚全体に分布した。CES1とCES2はエステル化合物に対してMichaelis-Menten型の加水分解挙動を示したが、脂質代謝酵素の基質に対する親和性は著しく低かった。ヒト皮膚内のエステル加水分解挙動に及ぼす酵素の寄与を重回帰分析で評価し、約70%がCES2で説明できることが明らかとなった。
次年度は各酵素の皮膚内分布量を評価するとともに、他の異物代謝酵素についても検討し、フタル酸エステルの経皮暴露に対するリスク評価法の確立を試みる。
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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
平成29年度の研究実施計画では、フタル酸エステルの皮膚内代謝に寄与するNTE以外の酵素の探索を目標に掲げ、「種々エステラーゼのヒト皮膚内分布の評価」と「種々エステラーゼによるエステル化合物の加水分解挙動の速度論的解析」の２つの研究課題に取り組んだ。
第一の課題では、DNAマイクロアレイのデータベースから複数のデータで皮膚内に高発現していることが確認された異物代謝酵素CES1およびCES2と角質細胞間脂質代謝酵素SMPD1、STSおよびGBAを選択し、その皮膚内分布を皮膚切片の抗体染色により評価した。CES1とGBAは皮膚全層に分布が認められたが、CES2、SMPD1およびSTSは高いエステラーゼ活性が存在する角層以下の表皮に局在し、エステル化合物の皮膚代謝との関連が示唆された。
第二の課題では、これらの酵素による種々エステル化合物の加水分解挙動をヒト皮膚の場合と比較した。CES1およびCES2による加水分解挙動はヒト皮膚と同様にMichaelis-Menten式で解析できたのに対し、脂質代謝酵素の場合は一次速度反応となり、基質親和性が低くいため、エステル化合物の皮膚内代謝への寄与は低いと考えられた。
これらのことから、エステル化合物の皮膚内代謝に対する種々酵素の寄与をさらに明らかにするため、平成30年度に実施予定の重回帰分析を前倒しして行い、ヒト皮膚におけるエステル化合物の加水分解能の約70%がCES2で説明できることを明らかにした。
以上のように、研究実施計画で目標とした二つの課題に取り組むことができ、また、一部の研究は前倒して行った。最終的には酵素分布量や他の異物代謝酵素についても評価する必要はあるが、本研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度の研究課題の進捗状態はおおむね順調であったが、CES2の寄与をより明確にするためには皮膚内酵素量の測定が不可欠である。また、CES以外の異物代謝酵素が関与する可能性を考慮する必要もある。そこで、「種々エステラーゼのヒト皮膚内分布の評価」と「種々エステラーゼによるエステル化合物の加水分解挙動の速度論的解析」の二課題は平成30年度も引き続き継続するものとする。
皮膚内酵素量は、ヒト皮膚ホモジネートを用いたウエスタンブロッティング法により測定する。また、これまで検討してきた酵素群に異物代謝酵素エステラーゼDを追加して、同様の検討を行う。なお、これらのヒト組織を用いた研究は、東海大学医学部の倫理委員会の承認を得、患者の同意を得られたときのみに可能とする。
当初平成30年度に計画していた「フタル酸エステルのヒト皮膚内代謝の予測法の検討」と「フタル酸エステルのヒト皮膚透過性に及ぼすエステラーゼの影響の再評価」については、既に一部前倒しで行っているため、前記二課題が終了してフタル酸エステルの皮膚内代謝を主に担う酵素を絞り込んだ後に取り組むものとする。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じたのは、物品費用の誤差のためである。残額は少額であるため、次年度の物品費として消耗品購入に充てる予定である。
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Research Products
(4 results)
