Effects of microplastic-derived chemicals on functions of regulatory T cells via nuclear receptor Nr4a.

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K10611
• Research Institution: Health Sciences University of Hokkaido
• Principal Investigator: 小島 弘幸 北海道医療大学, 薬学部, 教授 (10414286)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武内 伸治 北海道立衛生研究所, 生活科学部, 主査 (20414287) ; 室本 竜太 北海道大学, 薬学研究院, 講師 (30455597)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: マイクロプラスチック / 核内受容体 / Nr4a / 環境化学物質 / レポーターアッセイ / 制御性T細胞 / Foxp3 / 遺伝子発現

Outline of Annual Research Achievements

使用済プラスチックが海洋汚染を引き起こし、マイクロプラスチック（MPs）として海洋生物やそれらを摂取している人体への影響が懸念されている。本研究の目的は、MPs由来化学物質に焦点をあて、これらの化学物質が免疫制御系で重要な役割を果たしている制御性Ｔ細胞（Treg）への影響を明らかにすることにある。特にTregにおけるマスター遺伝子Foxp3の発現に必須である核内受容体NR4Aと化学物質との反応性を調べる予定である。
2019年度の実績概要は以下のとおりである。
（１）NR4A2発現プラスミド及びFoxp3プロモーター領域を含むレポータープラスミドをHEK293T細胞に導入し、NR4A2レポーターアッセイ法を確立した。既知アゴニストとしてヒドロキシクロロキン、インバースアゴニストとしてCPT-11を使用した。MPs由来化学物質として可塑剤のフタル酸エステル類及びUV吸収剤のベンゾトリアゾール類やベンゾフェノン類の計３０物質の測定を行った。現在までのところ、アゴニスト及びインバースアゴニスト活性を有する物質は認められていない。今後は測定する対象化学物質を増やす予定である。
（２）in silico解析に用いるNR4Aと化学物質のドッキングシュミレーションの構築を市販ソフトを用いて行った。
（３）マウスTregの測定をフローサイトメトリー法により試みた。脾臓からリンパ球を採取後、フローサイトメトリーによりFoxp3及びCD25発現強度を指標に内在性Treg細胞分化誘導、すなわち、ダブルポジティブ陽性率を測定した。現在、ヒドロキシクロロキンとCPT-11の腹腔内投与による影響を確認中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

大学赴任１年目で職場環境が変わり、研究に費やすことができる時間が減少した。予想以上にプラスミドの選択など最適なアッセイ系の構築に時間が掛かり、コロナ禍の影響で学生の研究活動が停止したことも理由と考えられる。

Strategy for Future Research Activity

新たに分担研究者（寺崎先生）を加え、プラスチックに由来する化学物質のスクリーニング試験を精力的に行う。

Causes of Carryover

３月末の学会参加が新型コロナ感染の影響によりキャンセルとなったため、残額が生じ次年度へ繰り越しとなった。次年度も学会開催が危惧されるため、その分を消耗品費に充てる予定である。

Research Products

• [Journal Article] Dietary fucoxanthin induces anoikis in colorectal adenocarcinoma through suppressing integrin signaling in a murine colorectal cancer model. (2020)
  • Author(s): 3.Terasaki M, Ikuta M, Kojima H, Tanaka T, Maeda H, Miyashita K, Mutoh M.
  • Journal Title: Journal of Clinical Medicine Volume: 9 Pages: 90
  • DOI: 10.3390/jcm9010090
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The mixture effects of bisphenol derivatives on estrogen receptor and androgen receptor. (2020)
  • Author(s): Park C, Song H, Choi J, Sim S, Kojima H, Park M, Iida M, Lee YJ.
  • Journal Title: Environmental Pollution Volume: 260 Pages: 114036
  • DOI: 10.1016/j.envpol.2020.114036
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Comparative study of the effect of 17 parabens on PXR-, CAR- and PPARalpha-mediated transcriptional activation. (2019)
  • Author(s): 1.Fujino C, Watanabe Y, Sanoh S, Hattori S, Nakajima H, Uramaru N, Kojima H, Yoshinari K, Ohta S, Kitamura S.
  • Journal Title: Food and Chemical Toxicology Volume: 133 Pages: 110792
  • DOI: 10.1016/j.fct.2019.110792
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Activation of PXR, CAR and PPARalpha by pyrethroid pesticides and effect of the metabolism by rat liver microsomes. (2019)
  • Author(s): 2.Fujino C, Watanabe Y, Sanoh S, Nakajima H, Uramaru N, Kojima H, Yoshinari K, Ohta S, Kitamura S.
  • Journal Title: Heliyon Volume: 5 Pages: e02466
  • DOI: 10.1016/j.heliyon.2019.e02466
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] マイクロプラスチック由来化学物質におけるヒトエストロゲン受容体alpha/betaアゴニスト活性の比較 (2020)
  • Author(s): 桜木優太、寺崎将、武内伸治、小島弘幸
  • Organizer: 日本薬学会第140年会
• [Presentation] 環境化学物質による核内受容体活性の探索と免疫毒性作用 (2019)
  • Author(s): 小島弘幸
  • Organizer: 第162回日本獣医学会学術集会（日本比較薬理学・毒性学会シンポジウム）
  • Invited
• [Presentation] Effects of perfluorocarboxylic acids on transcriptional activity via human nuclear receptors and gene expression in human macrophage-like THP-1 cells. (2019)
  • Author(s): Kojima H, Takeuchi S, Okuda K, Muromoto R, Kishi R, Araki A.
  • Organizer: 39th International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants (Dioxin2019)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Distribution of 58 semi-volatile organic chemicals in the gas phase and three particle sizes in indoor air and house dust in residential buildings during the hot season in Japan. (2019)
  • Author(s): Takeuchi S, Tanaka-Kagawa T, Saito I, Kojima H, Jinno H.
  • Organizer: 39th International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants (Dioxin2019)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Measurement of dioxin-related compounds in trace biological samples using highly sensitive cells, DR-EcoScreenHS bioassay. (2019)
  • Author(s): Matsuda R, Nakamura M, Kojima H, Iida M.
  • Organizer: 39th International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants (Dioxin2019)
  • Int'l Joint Research