2018 Fiscal Year Annual Research Report
Imaging analysis for toxicity mechanisms using aryl hydrocarbon receptor dynamics
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17K12826
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| Research Institution | National Institute for Environmental Studies |
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Principal Investigator |
木村 栄輝 国立研究開発法人国立環境研究所, 環境リスク・健康研究センター, JSPS特別研究員 (90710054)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | イメージング解析 / アリール炭化水素受容体 / 脳 / マウス / ダイオキシン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ダイオキシンの受容体であるアリール炭化水素受容体（AhR）がリガンドと結合することで細胞質から核内へと移行する性質に着目し、AhRを発現している細胞群を明らかにするとともに、AhRの核移行量を定量的に評価することを目的に研究を行った。
平成29年度に確立したAhRの免疫染色プロトコルを用いて、マウス脳の神経細胞内におけるAhRの分布パターンを組織学的に解析した。まず、生後発達期にあたる生後7日および14日目の脳では脳幹に含まれる青斑核領域において顕著なAhRの発現を確認した。青斑核の神経細胞をAhRとチロシン水酸化酵素（TH）の抗体を用いて免疫染色し、共焦点顕微鏡を用いて蛍光染色画像を取得した。画像解析の結果、ほぼ全てのTH陽性細胞にてAhRが発現していることが分かった。次に、ImageJソフトウェアにより神経細胞の核と細胞質を含む細胞体全体におけるAhR染色シグナルの輝度値、ならびに核内のAhR染色シグナルの輝度値を計測した。細胞体全体に対する核内でのAhR分布率について、7日目と14日目との間で比較したところ、核内分布率の有意な違いは認められなかった。
最後に、リガンド依存的なAhRの核移行を評価するため、ダイオキシンの曝露をうけたマウスを用いてAhRの細胞内分布を調べた。生後12週齢の成獣マウスにダイオキシンを経口投与し、24時間後に摘出した脳から組織切片を作製してAhRとTHに対する免疫染色を行った。発達期マウスの実験と同様の方法で核内AhRの分布率を算出した結果、ダイオキシン曝露マウスでは核内AhRの分布率が有意に増加しており、リガンド依存的なAhRの動態変化を組織学的に捉えることに成功した。これらの結果から、経口から摂取したAhRリガンドが脳に到達し、神経細胞のAhR動態に影響を及ぼすことが示された。
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