2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development and practice of "adaptive risk assessment based on biological monitoring" of insecticide
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19H04277
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
星 信彦 神戸大学, 農学研究科, 教授 (10209223)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横山 俊史 神戸大学, 農学研究科, 助教 (10380156)
池中 良徳 北海道大学, 獣医学研究院, 教授 (40543509)
平野 哲史 富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 助教 (70804590)
市川 剛 獨協医科大学, 医学部, 非常勤講師 (80438712)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 農薬 / ネオニコチノイド / 二光子顕微鏡 / カルシウムシグナリング / 生体蛍光イメージング / 生物学的モニタリング / 発達神経毒性 / ストレス感受性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ネオニコチノイド（NN）は昆虫のニコチン性アセチルコリン受容体（nAChR）に強い選択毒性を特徴とする一方で，哺乳類においてNNが新奇環境における「過剰なストレス反応」を引き起こす．しかし，従来手法ではNNを曝露されたマウスの神経回路活動の動的変化を調べることは困難であり，情動変容を引き起こす作用機序には未だ不明な点が多い．そこで本研究では，NNの一種であるクロチアニジン（CLO）をその無毒性量を参考に，50 mg/kg/dayで2週間投与し，覚醒下マウスの脳内神経活動の動的変化について二光子顕微鏡を用いた生体蛍光イメージング観察を用いて検証した．その結果，CLO曝露により，第一体性感覚野（S1）の第2/3層の神経細胞においてCa2+の持続的な流入が認められ，興奮性神経細胞の過活動化が明らかとなった．また，網羅的遺伝子解析を行った結果，S1において「シナプス伝達」に関わる遺伝子が減少し，中でもS1の第2/3層において抑制性神経細胞にのみ発現するα7 nAChRやGABA受容体サブユニットに関する遺伝子が減少したことから，CLO曝露は抑制性神経細胞の活動を攪乱することで，興奮性神経細胞を活性化させることが示唆された．また，「中枢神経系の炎症」に関する遺伝子発現の上昇が認められたため，脳の免疫機能や「うつ」との関連の強いミクログリアの組織学的解析も行った．その結果，海馬歯状回において細胞数が有意に増加し，恒常性の攪乱が示唆された．この研究は，マウスに対する無毒性量CLOの反復投与が神経細胞に及ぼす影響について，二光子顕微鏡を用いて生体における脳の反応を経時的に追跡した初めての報告であり，農薬の精神疾患や発達障害との関連を明らかにする一助になると考えられる．
（doi: 10.1292/jvms.22-0013.）（doi: 10.1038/s41598-022-09038-7）
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] The effects of fipronil on emotional and cognitive behaviors in mammals2021
Author(s)
Suzuki Tomohiro、Hirai Anri、Khidkhan Kraisiri、Nimako Collins、Ichise Takahiro、Takeda Kazuki、Mizukawa Hazuki、Nakayama Shouta MM、Nomiyama Kei、Hoshi Nobuhiko、Maeda Mizuki、Hirano Tetsushi、Sasaoka Kazuyoshi、Sasaki Noboru、Takiguchi Mitsuyoshi、Ishizuka Mayumi、Ikenaka Yoshinori
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Journal Title
Pesticide Biochemistry and Physiology
Volume: 175
Pages: 104847～104847
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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