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2021 Fiscal Year Research-status Report

環境親電子性物質が引き起こす軸索変性における炎症性サイトカインの役割

Research Project

Project/Area Number 21K17277
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

宗 才  東京理科大学, 薬学部薬学科, 助教 (20817267)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2023-03-31
Keywords親電子性物質 / 神経軸索変性 / 炎症性サイトカイン
Outline of Annual Research Achievements

遺伝子欠損マウスモデルを用いて、環境中親電子性物質アクリルアミド(ACR)への曝露誘発性神経障害における炎症性サイトカインの役割について実験を行った。野生型およびIL-1β遺伝子欠損マウス(オス、10週齢)への4週間ACR曝露(経口投与、0/12.5/25mg/kg bw)を行い、曝露後Functional Observational Battery(FOB)や神経行動実験で神経障害を評価し、脳サンプルを解剖して神経障害および神経炎症マーカーの解析を行った。野生型マウスでは、4週間のACR曝露後、Landing Foot Splay (LFS)は上昇した。NE神経マーカーNETを用いて免疫染色してImageJで神経軸索の長さを定量した結果、脳皮質におけるNE神経障害を確認した。しかし、IL-1β遺伝子欠損マウスでは以上の障害が予想と異なり増加した。また、曝露後の脳皮質サンプルを用いて、リアルタイムPCRで関連遺伝子発現量を測定した。その結果、IL-1β遺伝子欠損マウスにおいてACR曝露によるNrf2およびNrf2の下流にある抗酸化タンパク遺伝子(Nrf2,HO-1,NQO1,GSTMなど)の発現が抑制された。以上より、炎症性サイトカインIL-1βが神経保護的に作用している可能性を示唆された。また、野生型およびTNF-α遺伝子欠損マウスを用いて、同様にACRの4週間経口投与を行い、曝露後神経障害について評価した。野生型マウスでは、ACRへの4週間曝露後、FOBで神経障害を評価した結果、LFSは上昇し、前肢および四肢のGrip Strengthが顕著に減少した。しかし、TNF-α遺伝子欠損は以上の神経障害に対しての防御効果を確認できなかった。以上の結果により、環境中に広く存在する親電子性物質誘発性神経障害における炎症性サイトカインの役割に関して、新たなメカニズムの解明につながることが期待される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

遺伝子変異マウスの繁殖状況に基づいて、おおむね順調に曝露実験を行った。曝露後神経障害の評価、および回収した組織サンプルを用いての解析も進展している。

Strategy for Future Research Activity

曝露後のマウス脳サンプルを用いて、病理学および生化学の解析を続けて行う予定である。脳皮質サンプルでのRNA-Seq分析データも解析中である。また、in vivo結果に応じて、in vitro細胞培養系を用いての確認および検討も進める予定である。

  • Research Products

    (17 results)

All 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] 1,2-Dichloropropane induces γ-H2AX expression in human cholangiocytes only in the presence of macrophages2021

    • Author(s)
      Takizawa Ryoya、Ichihara Sahoko、Zong Cai、Kinoshita Kazuo、Sakurai Toshihiro、Ikegami Akihiko、Mise Nathan、Ichihara Gaku
    • Journal Title

      Toxicology Letters

      Volume: 349 Pages: 134~144

    • DOI

      10.1016/j.toxlet.2021.06.009

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nrf2 Activation Attenuates Acrylamide-Induced Neuropathy in Mice2021

    • Author(s)
      Davuljigari Chand Basha、Ekuban Frederick Adams、Zong Cai、Fergany Alzahraa A. M.、Morikawa Kota、Ichihara Gaku
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 22 Pages: 5995~5995

    • DOI

      10.3390/ijms22115995

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Role of Macrophages in Cytotoxicity, Reactive Oxygen Species Production and DNA Damage in 1,2-Dichloropropane-Exposed Human Cholangiocytes In Vitro2021

    • Author(s)
      Ekuban Abigail、Zong Cai、Ekuban Frederick Adams、Kimura Yusuke、Takizawa Ryoya、Morikawa Kota、Kinoshita Kazuo、Ichihara Sahoko、Ohsako Seiichiroh、Ichihara Gaku
    • Journal Title

      Toxics

      Volume: 9 Pages: 128~128

    • DOI

      10.3390/toxics9060128

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Genetic ablation of Nrf2 exacerbates neurotoxic effects of acrylamide in mice2021

    • Author(s)
      Ekuban Frederick Adams、Zong Cai、Takikawa Madoka、Morikawa Kota、Sakurai Toshihiro、Ichihara Sahoko、Itoh Ken、Yamamoto Masayuki、Ohsako Seiichiroh、Ichihara Gaku
    • Journal Title

      Toxicology

      Volume: 456 Pages: 152785~152785

    • DOI

      10.1016/j.tox.2021.152785

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ヒ素による血圧上昇におけるレニン‐アンギオテンシン系の役割の解明2022

    • Author(s)
      ラハマン エムディー シブルール、三瀬 名丹、宗 才、市原 学、市原 佐保子
    • Organizer
      第92回日本衛生学会学術総会
  • [Presentation] 1,2-ジクロロプロパンの毒性発現におけるNRF2の役割の検討2022

    • Author(s)
      木村 優介、指宿 大介、フレデリック アダムズ エクバン、宗 才、伊東 健、山本 雅之、市原 学
    • Organizer
      第92回日本衛生学会学術総会
  • [Presentation] Role of IL-1b in Acrylamide-induced Neurotoxicity in Mice2022

    • Author(s)
      Alzahraa A.M. Fergnay, Frederick Adams Ekuban, Cai Zong, Aina Suzuki, Gaku Ichihara
    • Organizer
      第21回分子予防環境医学研究会
  • [Presentation] 1,2-ジクロロプロパンの毒性発現におけるNRF2の役割の検討2022

    • Author(s)
      木村優介、指宿大介、フレデリックアダムズエクバン、宗才、市原学
    • Organizer
      第21回分子予防環境医学研究会
  • [Presentation] Arsenic induces hypertension by suppressing the vasoprotective axes of the renin-angiotensin system2022

    • Author(s)
      Md Shiblur Rahaman, Nathan Mise, Cai Zong, Gaku Ichihara, Sahoko Ichihara
    • Organizer
      第21回分子予防環境医学研究会
  • [Presentation] フィプロニル曝露が引き起こすマウス脳海馬への影響2021

    • Author(s)
      安藤 宥理、宗 才、市原 学
    • Organizer
      フォーラム2021 衛生薬学・環境トキシコロジー
  • [Presentation] Fe3O4-PEG-PLGA ナノ粒子の経気道曝露が肺にもたらす影響とNrf2 の役割2021

    • Author(s)
      佐藤春恵, 宗才, Stephanie Devineau, Claire McCord, 市原佐保子, Oliver Brookes, 伊東健, 山本雅之, Sonja Boland, Armelle Baeza-Squiban, 市原学
    • Organizer
      フォーラム2021 衛生薬学・環境トキシコロジー
  • [Presentation] Deletion of Nrf2 aggravates acrylamide-induced degeneration of monoaminergic axons in mice2021

    • Author(s)
      Frederick Adams Ekuban, Cai Zong, Madoka Takikawa, Kouta Morikawa, Toshihiro Sakurai, Sahoko Ichihara, Ken Itoh, Masayuki Yamamoto, Seiichiroh Ohsako, Gaku Ichihara
    • Organizer
      第44回 日本神経科学大会/第1回 CJK 国際会議
  • [Presentation] Role of macrophages in cytotoxicity, reactive oxygen species production and DNA damage in 1,2-dichloropropane-exposed human cholangiocytes in vitro2021

    • Author(s)
      Abigail EKUBAN, Cai ZONG, Frederick Adams EKUBAN, Yusuke KIMURA, Ryoya TAKIZAWA, Kota MORIKAWA, Kazuo KINOSHITA, Sahoko ICHIHARA, Seiichiroh OHSAKO, Gaku ICHIHARA
    • Organizer
      第48回日本毒性学会学術年会
  • [Presentation] Sulforaphane Attenuates Acrylamide-induced Neuropathy in Mice2021

    • Author(s)
      Chand Basha DAVULJIGARI, Frederick Adams EKUBAN, Cai ZONG, Alzahraa A.M. FERGANY, Kota MORIKAWA, Gaku ICHIHARA
    • Organizer
      第48回日本毒性学会学術年会
  • [Presentation] Role of microglia in mediating neurite retraction of noradrenergic neurons following acrylamide exposure and transcriptomic analysis2021

    • Author(s)
      Cai ZONG, Harue SATO, Sho IWAMA, Schneider BENOIT, Makoto URUSHITANI, Shigeyuki SHICHINO, Kouji MATSUSHIMA, Seiichiroh OHSAKO, Gaku ICHIHARA
    • Organizer
      第48回日本毒性学会学術年会
  • [Presentation] Pulmonary effects of Fe3O4-PEG-PLGA nanoparticles in wild type and Nrf2 knockout mice following pharyngeal aspiration2021

    • Author(s)
      Harue SATO, Cai ZONG, Stephanie DEVINEAU, Claire MCCORD, Sahoko ICHIHARA, Oliver BROOKES, Frederick Adams EKUBAN, Ken ITOH, Masayuki YAMAMOTO, Sonja BOLAND, Armelle BAEZA-SQUIBAN, Gaku ICHIHARA
    • Organizer
      第48回日本毒性学会学術年会
  • [Presentation] Pulmonary effects of Fe3O4-PEG-PLGA nanoparticles in human bronchial epithelial cells and in wild type and Nrf2 knockout mice following pharyngeal aspiration2021

    • Author(s)
      Sato H, Zong C, Devineau S, McCord C, Ichihara S, Brookes O, Ekuban F, Itoh K, Yamamoto M, Boland S, Baeza-Squiban A, Ichihara G
    • Organizer
      NanoTox2021

URL: 

Published: 2022-12-28  

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