2021 Fiscal Year Research-status Report
化学分析とバイオアッセイの統合手法による核内受容体介在型残留性未知物質の探索
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19K22911
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
国末 達也 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (90380287)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2023-03-31
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| Keywords | 残留性未知物質 / バイオアッセイ / 機器分析 / 核内受容体 / 生物蓄積 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、すでにGC×GC-HRTOFMSを用いたスクリーニング分析により低次沿岸生物の二枚貝から新たに検出された起源未知有機ミックスハロゲン化合物(UHC-Br3-5Cl)に関して、同一地点で採取した底質のスクリーニング分析を実施し、生物蓄積性を既知の有機ハロゲン化合物(OHCs)と比較することで評価した。濃縮係数（二枚貝/底質の濃度比: BSAF）を算出した結果、ほぼ同等の土壌（粒子）吸着係数(Koc)を有する既知のOHCsと比べ一桁以上高いBSAFを示したことから、UHC-Br3-5Clの高い生物蓄積性が示唆された。
また、既に高分解能ガスクロマトグラフ質量分析計(GC-HRMS)を用いて組織中の塩素化ダイオキシン類濃度が明らかとなっている野生鳥類の肝臓を対象に、細胞内受容体介在活性の評価が可能な in vitro アッセイ(CALUX:Chemical Activated Luciferase EXpression)を駆使して同一硫酸処理抽出液中の総アリル炭化水素受容体(AhR)アゴニスト活性を測定したが、本年度は酸処理で消失する昜分解性物質を含む多様なAhRアゴニスト活性をGel Permeation Chromatography (GPC)処理した抽出液を用いて解析した。Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs)などの昜分解性AhRアゴニストの代謝影響を抑えるよう改良されたPAH-CALUXにGPC抽出液を供試した結果、トビ・アオサギ・ハヤブサ3種におけるAhRアゴニスト活性は硫酸処理抽出液で観察された値を上回り、とくにトビでは両処理抽出液で検出された活性値に37%の差が認められた。この結果から、硫酸処理で消失するAhRアゴニストが野生鳥類の肝臓に残留していることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は、昨年新たに低次沿岸生物である二枚貝から検出された起源未知有機ミックスハロゲン化合物(UHC-Br3-5Cl)に関して、同一地点の底質をスクリーニング分析することでポリ塩化ビフェニルなどの高い生物蓄積性を有することが知られている残留性有機汚染物質(POPs)と比較しても高い濃縮係数（二枚貝/底質の濃度比: BSAF）を示すことを初めて明らかにした。UHC-Br3-5Clが高い生物蓄積性を有する可能性を示した本成果は、既にハイインパクトジャーナルに掲載されており表紙にも取り上げられた。
また本年度は、これまで塩素化ダイオキシン類の高濃度蓄積が明らかとなっている野生鳥類の肝臓を対象に、酸処理で消失する昜分解性物質を含む多様な総アリル炭化水素受容体(AhR)アゴニスト活性をGel Permeation Chromatography (GPC)処理とpolycyclic aromatic hydrocarbon (PAH)- Chemical Activated Luciferase Expression (CALUX)アッセイで評価した。その結果、とくに猛禽類であるトビでは、既に実施済の硫酸処理抽出液で観察された活性値を37%上回っていたことを明らかにし、硫酸処理で消失するAhRアゴニストが肝臓に残留していることを初めて提示することができた。
しかしながら、COVID-19の影響でCALUXアッセイに要する作業時間が制約されたことから、当初予定していた肝臓GPC抽出液のHPLCによる詳細分画、そして各フラクションのCALUX測定の進捗が遅れている状況にある。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定通り、Gel Permeation Chromatography (GPC)で精製した肝臓抽出液をHPLC (カラム: Luna 2.5μm C18 (2)-HST) で詳細に分画し、CALUXで活性値を測定した後、各フラクションに溶出する活性物寄与物質を同一HPLC条件で測定した標準品の保持時間をもとに推定するとともに、GC×GC-HRTOFMSを用いた同定を試みる。
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| Causes of Carryover |
本年度はコロナ禍の影響で研究活動が一時期制限されたため、最終年度は研究を進展させる必要のあるHPLC分画、CALUXアッセイ、GC×GC-HRTOFMS測定に関わる器具類や有機溶媒、そして試薬などの消耗品を購入することになる。併せて、測定機器の消耗品部品における定期的な交換も必須となり、とくにスクリーニング・定量分析に使用するGC×GC-HRTOFMSとGC-HRMSは、高精度・超微量測定が可能な反面、性能を維持し安定稼働させるには消耗品部品の交換だけでなく分析部の定期的な調整費も必要であるため、本研究費を活用する計画である。さらに、研究成果を国内外の学会やシンポジウムで発表するための旅費、そして国際学術誌に論文として投稿する際の印刷費等にも使用する予定である。
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[Presentation] Specific accumulation of C15-based chlordane-related compounds in the liver of wild birds from Japan2021
Author(s)
Tue, N. M., Goto, A., Fumoto, M., Nakatsu, S., Tanabe, S., Kunisue, T
Organizer
41th International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants
Int'l Joint Research
