2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of individualized risk evaluation method for chemicals: strategy using artificial xenobiotic-metabolizing enzymes
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18K19859
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| Research Institution | Yokohama College of Pharmacy |
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Principal Investigator |
埴岡 伸光 横浜薬科大学, 薬学部, 教授 (70228518)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大河原 晋 横浜薬科大学, 薬学部, 准教授 (20409387)
礒部 隆史 横浜薬科大学, 薬学部, 講師 (30440530)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 生活環境化学物質 / 異物代謝酵素 / リスク評価 / グルクロン酸抱合反応 / UDP-グルクロン酸転移酵素（UGT） / ミクロゾーム / 植物エストロゲン / S-エクオール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、個人の体質を考慮した生活環境中の化学物質の生物活性（リスクおよびベネフィット）の評価法の開発を目的とする。本年度は、S-エクオールのグルクロン酸抱合反応に関与するUDP-グルクロン酸転移酵素（UGT）の機能の種差（ヒト、サル、ラット、マウス）を肝臓および小腸のミクロゾーム画分を用いてin vitro系で検討した。
S-エクオールは、エストロゲン作用を示すイソフラボンのダイゼインの生体内代謝物である。本課題ではヒト、サル、イヌ、ラットおよびマウスの肝および小腸ミクロゾームのS-エクオールの7位あるいは4'位の水酸基に対するグルクロン酸抱合活性を測定した。肝ミクロゾームによる7-グルクロン酸抱合反応は、ヒト、サル、ラットおよびマウスではミカエリス-メンテン型、イヌでは二相性の速度論的挙動を示した。4'-グルクロン酸抱合反応の速度論的挙動は、ヒト、サルおよびラットではミカエリス-メンテン型、イヌおよびマウスでは二相性であった。一方、小腸ミクロゾームによるS-エクオールのグルクロン酸抱合反応の速度論的挙動は、7-および4'-グルクロニド生成のいずれにおいてもヒト、サルおよびラットマウスではミカエリス-メンテン型、マウスでは二相性であった。
S-エクオールグルクロン酸抱合反応（7-および4'-グルクロニド生成の和）のin vitroクリアランス（CLint）値は、肝ミクロゾームではラット（7.6）＞サル（5.8）＞マウス（4.9）＞イヌ（2.8）＞ヒト（1.0）であり、小腸ミクロゾームではラット（9.8）＞マウス（2.8）＞イヌ（1.3）≧サル（1.2）＞ヒト（1.0）であった。
これらの結果より、S-エクオールのグルクロン酸抱合反応に関与するUGTの分子種の機能および臓器分布性は、動物種間で大きく異なることが示唆された。
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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
本年度は、生活環境中の化学物質のモデルとして、抗酸化作用とともに弱いエストロゲン作用を示すダイゼイン（イソフラボン類）の生体内代謝物のS-エクオールに着目した。異物代謝酵素源としてヒト、サル、イヌ、ラットおよびマウスの肝臓および小腸のミクロゾームを用いた。これらのミクロゾームは、イソフラボン類には生体に対してポジティブおよびネガティブの両生物活性を有すること、また異物代謝酵素のUGTには分子的および機能的多様があることに基づいている。
S-エクオールのグルクロン酸抱合反応の位置選択性および関与する肝臓および小腸に発現しているUGTの機能は動物種間で大きく異なることを速度論的解析により明らかにした。これらの結果は、実験動物におけるS-エクオールの代謝の様相は、ヒトとは異なり、イソフラボンなどのエストロゲン様作用を有する化学物質のリスクあるいはベネフィットの評価には異物代謝酵素の機能的多様性を考慮して行わなければならないことを実証した。従って、本年度の検討およびそれらの成果は、本課題の当初の計画を概ね達成したものと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の結果を踏まえて以下の研究課題を推進する。
１）ヒトの肝臓および小腸におけるUGTの発現解析：イソフラボン類の摂取は、経口であることを前提とする。対象とする異物代謝酵素は、UGT（13分子種）とする。ヒトの肝臓および小腸のmRNAレベルは、total RNAパネル（各10例程度）をリアルタイムRT-PCR法により、酵素タンパク質レベルは、ミクロゾーム（各10例程度）をウェスタンブロッティングにより、それぞれ定量を行う。
２）ヒトにおけるS-エクオールのグルクロン酸抱合反応に関与するUGT分子種の特定：リコンビナントUGT（13分子種）を用いて、それぞれの分子種のダイゼインに対する抱合活性および親和性を速度論的解析により追究する。
３）フラボンの一種であるオウゴニン（漢方薬の有効成分）のグルクロン酸抱合反応の種差（ヒト、サル、ラット、マウス）を肝臓および小腸のミクロゾーム画分を用いてin vitro系で検討する。その結果を前年度までに得られたダイゼインおよびS-エクオールの知見と比較し、フラボノイドのグルクロン酸抱合に関する構造活性相関をUGTの多様性の見地から考察する。
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