2021 Fiscal Year Research-status Report
PXRとCARによる肝成熟・肝機能調節に着目した薬物の次世代・遅発性影響の解析
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20K07202
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| Research Institution | University of Shizuoka |
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Principal Investigator |
吉成 浩一 静岡県立大学, 薬学部, 教授 (60343399)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
志津 怜太 静岡県立大学, 薬学部, 助教 (50803912)
保坂 卓臣 静岡県立大学, 薬学部, 助教 (30611579)
柿崎 暁 群馬大学, 大学院医学系研究科, 講師 (80344935)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 核内受容体 / 化学物質 / 甲状腺ホルモン / 成長障害 / 肝臓 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度の結果から、乳幼児期におけるCAR活性化は甲状腺ホルモンの代謝を亢進させ、それに伴う成長遅延を引き起こす可能性が示された。そこで本年度は、さらに詳細な分子機序を明らかにするため、15日齢（乳幼児期）及び8週齢（成体）の雄性C57BL/6NマウスにCAR活性化物質のTCPOBOP（3 mg/kg）を腹腔内投与し、3日後の肝RNAを用いてRNA-seq解析を行った。15日齢及び8週齢のサンプルそれぞれにおいてTCPOBOP投与に伴い２倍以上の変動が見られた遺伝子セットを用いた遺伝子セットエンリッチメント解析を行ったところ、15日齢のサンプルで内分泌代謝関連のタームが抽出され、乳幼児期におけるCAR活性化により甲状腺ホルモンを含む低分子ホルモンの代謝が亢進することが示唆された。一方、細胞増殖関連のタームは、8週齢のサンプルでのみ抽出された。さらに、乳幼児期におけるCAR活性化による肝細胞増殖への影響を調べるため、同様の試験で得られた肝について抗Ki-67抗体を用いた免疫組織染色を行った。その結果、15日齢及び8週齢のいずれにおいてもTCPOBOP投与によりKi-67陽性核数の増加が認められ、CAR活性化に伴う肝細胞増殖が確認された。一方で、乳幼児期は成体に比べて、溶媒処置群のKi-67陽性核数が多く、定常状態での肝細胞増殖が盛んであることが確認された。
さらに、乳幼児期におけるCAR活性化による甲状腺ホルモン代謝及び成長への影響を確認するための実験を行い、TCPOBOP投与による甲状腺ホルモンシグナルの低下と成長ホルモンシグナル下流遺伝子の肝mRNAレベルの低下、体重増加率及び握力の低下の再現性が認められた。
以上の結果より、乳幼児におけるCARの活性化は甲状腺ホルモン代謝を亢進し、甲状腺ホルモンや成長ホルモンのシグナル抑制に伴う成長障害を引き起こすことが示唆された。
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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
マウスを用いて乳幼児期におけるCAR活性化の影響を解析し、CAR活性化物質の曝露により、甲状腺ホルモンの代謝に伴う成長遅延が起こることを見出し、昨年度はCAR活性化による成長遅延作用に焦点を絞り解析した。その結果、達成目標としていた、トランスクリプトーム解析による、乳幼児期におけるCAR活性化による影響の網羅的な解析、肝細胞増殖への影響の解析により、乳幼児－成体間で共通して認められる影響及び時期により異なる影響を明らかにすることができた。これらの結果から、化学物質の投与量や投与のタイミングにより結果が異なる可能性があること、また、より長期的な影響を解析する必要があると考えられるたため、これを次年度の達成目標とする。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究成果から、乳幼児期マウスへのCAR活性化物質の曝露が、甲状腺ホルモンシグナル及び成長ホルモンシグナルを減弱させ、それに伴い成長遅延を引き起こすことが強く示唆された。そこで、これらの影響がCAR依存的であることを確認するため、CAR欠損マウスを用いて同様のインビボ試験を行う。さらに、化学物質を異なるタイミング、すなわち胎児期（母体への投与）や出産直後等に投与し、甲状腺ホルモンシグナルに対するCAR 活性化による影響が、これまでの実験系と同様に認められるか否かを解析することで、CAR活性化に伴う成長遅延影響の詳細を明らかにする。さらに、化学物質曝露による成長遅延のより長期的な影響を解析するため、TCPOBOPを腹腔内投与したマウスを20週齢程度まで飼育し、遺伝子発現等の網羅的な解析によりその影響を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症の流行に伴う大学の対応及び社会状況により、動物実験の実施の実施や得られたサンプルの解析が少し予定より遅れ、一部の実験を年度をまたいで行う必要が出たため。
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