2019 Fiscal Year Research-status Report
毒クラゲに刺されるとナゼ痛い？海洋危険生物による刺傷時の痛みの本質の解明
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19K06220
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
永井 宏史 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (50291026)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ハブクラゲ / 化合物 / 毒素 / 刺胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海洋生物には、毒クラゲのようにヒトとのコンタクトにより痛みを生じる被害を与えるものが数多く存在する。しかし、残念なことにいままでこの痛みがなぜ生じるかということについて科学的な検証がなされることはほとんど無かった。そこで今回、海洋生物でヒトに対して痛みの被害を与える種を中心に痛みを生じさせる物質本体の検索を行おうというものである。痛み物質の検出にはバイオアッセイを指標として用いて、痛み惹起物質本体の単離・精製を行っている。単離された化合物については分光学的手法を用いて詳細な構造解析を行う。また、各種生物活性試験を行い、この痛みを引き起こすメカニズムについて解明を行っていくことを最初の目標とした。ここで我々は日本国内でもっとも毒性の強いクラゲとして知られるハブクラゲを研究材料として実験を行うこととした。まず、ハブクラゲが日本国内に唯一生育していることで知られる沖縄県において生物試料の採集を行った。今までの沖縄県内におけるハブクラゲの生育を観察した結果、今までよりも多数の個体を採集できる場所をいくつか候補として選ぶことに成功した。クラゲの毒素などはすべてクラゲの持つ刺胞に局在しているためにハブクラゲの刺胞内に存在する化合物をできるだけ可能な限り抽出することが必要であった。これは冷凍したハブクラゲなどでは理由は不明だが刺胞内抽出物を得ることが著しく困難になることを毎回経験していたためである。そこで、ハブクラゲの刺胞が局在する触手を採集した直後にエタノールに浸漬して刺胞内の物質を効率よく得ることに成功した。これは予備試験において触手上の刺胞がエタノール滴下により、刺胞内から毒液を射出することを観察したことから採用した方法である。このように効率よく採取したハブクラゲの刺胞抽出液についてHPLCを行い、主要な化合物を逐次単離してその構造を解明する作業を行っている。
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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
沖縄県内において研究材料であるハブクラゲを十分に確保できるサンプリング場所の検討を行った。その結果、十分な量のハブクラゲを集めることのできる場所を見つけることができた。ハブクラゲ刺胞は冷凍保存すると刺胞からその内容物を得ることが極めて困難なことを経験していた。今回、生のハブクラゲ触手をエタノールに直接つけることにより、刺胞の発射を引き起こさせて、効率的に刺胞内容物を抽出させることができた。これにより今後の刺胞内化合物を効率的に回収することができ、刺胞内化合物を検討するのに十分な量のサンプルが入手できることが想定される。また痛みという観点から、同時に研究を進めていたラン藻のもつ皮膚刺激毒であるアプリシアトキシン関連化合物についていくつか単離を行った。さらに単離された化合物についてNMRやMSなど分光学的手法を駆使して構造決定を行った。その結果、複数の新規なアプリシアトキシン誘導体を得ることに成功した。また、それらについて細胞毒性試験ならびに珪藻生育阻害試験を行ったところ顕著な毒性を示すアプリシアトキシン誘導体も見出すことができた。さらにラン藻Moorea producenceからさまざまな既知化合物も見出した。中でも海綿などさまざまな海洋生物中に存在が見出されているロリオライドを発見したことから、他生物から見出されたロリオライドは共生しているラン藻由来であることが示唆された。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、ハブクラゲ刺胞から効率的に抽出物を得ることに成功している。今後はこの抽出物についてHPLCを行い、刺胞内に含まれているさまざまな低分子化合物をHPLCを用いて単離していく予定である。また単離した化合物についてはMS、NMRなど分光学的手法を利用してその構造を決定していく。またLC-MSを用いて、刺胞内容物について分析を行い、特に痛み物質として知られるアミン系の化合物の有無について検討する。十分量の化合物が単離されたサンプルについてはバイオアッセイを用いて痛みの有無について評価する。これはマウスをもちいたホルマリン法を用いる予定である。また、皮膚に対して炎症や痛みを引き起こすことで知られるラン藻由来の化合物についても、特に沖縄で採取したラン藻Moorea producensを中心に検索していく。ここではM. producensが生産することで知られる毒素、リングビアトキシン、アプリシアトキシンの誘導体を中心に調べていく予定である。HPLCによって毒素が単離された場合にはMS、NMRなど分光学的手法を用いてそれらの構造を解析する。さらに各種バイオアッセイ法を利用してその毒性を評価することとする。
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[Journal Article] .Isolation, Structure Determination, and Synthesis of Cyclic Tetraglutamic Acids from Box Jellyfish Species Alatina alata and Chironex yamaguchii.2020
Author(s)
Justin Reinicke, Ryuju Kitatani, Shadi Sedghi Masoud, Kelly Kawabata Galbraith, Wesley Yoshida, Ayako Igarashi, Kazuo Nagasawa, Gideon Berger, Angel Yanagihara, Hiroshi Nagai, F. David Horgen
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Journal Title
Molecules
Volume: 25
Pages: 883
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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