化学物質暴露時の魚胚内酸化ストレス強度と影響発現に関わるアスコルビン酸の重要性

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K14522
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 國師 恵美子 鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 助教 (90714866)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 酸化ストレス / ヒメダカ / アスコルビン酸 / 形態異常 / 含酸素多環芳香族炭化水素類

Outline of Annual Research Achievements

化学物質は体内で活性酸素などを発生させる可能性があり、それらに対応するための抗酸化作用には様々な物質が存在するが、そのひとつとしてアスコルビン酸（AsA）があげられる。我々の先行研究において、含酸素多環芳香族炭化水素類などの化学物質をヒメダカ胚に暴露すると、孵化仔魚の形態異常が確認され、骨形成への影響が示唆された。骨形成にはアAsAも関わっており、魚胚中のAsAの変動や酸化ストレスが起きていることが予想された。本研究では、ヒメダカ胚を用いて環境を汚染する原因となる化学物質が魚胚に暴露された際の酸化ストレスと体内でのAsAの役割を調べることを目的としている。
これまで、餌中AsAの有無による親魚の受精率や産卵数、孵化率や形態異常発生率などの影響を調べたところ、通常餌と不足餌では試験期間を通して受精率の変化は見られなかったが、試験開始後、2週間程度からAsA不足餌群では産卵数の減少傾向が確認された。また試験開始1か月を過ぎた頃から雌親魚の死亡が確認され、それに伴い産卵数の減少がみられた。不足餌を与えた際の胚中のAsA濃度を測定することが課題となったため、現在測定を試みている段階である。また、抗酸化作用であるAsAが不足することにより酸化ストレスへの反応の違いが起こることが予想されるため、酸化ストレスを測定する手法も検討を行った。ヒメダカ成魚に対して、酸化ストレスを起こすことが知られている農薬を暴露し、脂質の過酸化を示すTBARを肝臓を用いて測定したところ、濃度依存的に酸化ストレスが起きていることが確認された。また、同じ農薬を胚に暴露したところ、ある一定の暴露濃度までは濃度依存的な酸化ストレス反応が確認されたものの、暴露濃度が高くなると酸化ストレス反応の低下がみられたため、今後は試験の再現性の確認とともに酸化ストレスの低下の見られた原因についても検討する必要がある。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

新型コロナウイルスの影響により、所属する機関での研究活動が度々自粛する方針のため、生物の飼育に関して、維持が基本となり、試験生物の状態が著しく悪くなったことや、研究内容の変更などが生じることなった。また、同様に実験資材に関しても、機器の故障が相次いだものの、修理に関しても時間と費用が必要となり実施が困難となり、年度内に事業を完了することが困難となったため。

Strategy for Future Research Activity

アスコルビン酸を欠乏させた餌を与えたヒメダカ親魚から卵を採取し、餌からの供給が減った場合の時間経過とともに胚中のアスコルビン酸濃度がどの程度に変動するか確かめる。アスコルビン酸の最適化をUPLCで行ってきたが、機器の故障により補修不可能な状態となってしまったため、分析の中断が生じたが、前年度末に新規にHPLC及びLC/MS/MSの導入がされたため、本年度は新規機器での測定法ほ最適化を早急に行い、順次サンプルの測定を行っていく計画である。また、それと同時に、魚類胚や親魚に対する化学物質の暴露を行い、化学物質暴露時の酸化ストレス影響を確かめていく方針である。

Causes of Carryover

本年度は感染症拡大により度々研究活動の制限や飼育生物の安定的な維持が難しく、研究が計画通りに実施することが困難だったことと、測定対象物質の測定機器を変更したこと、さらに当初参加を予定していた国内学会などがオンライン開催となり、学会参加費及び旅費が不要となったため残額が生じた。
また測定機器に係る消耗品の購入費及び酸化ストレスの測定がこれまでは比色分析により行っていたが、感度の問題が生じているため、より高感度な測定を行うための試薬購入費として使用する予定である。