2022 Fiscal Year Research-status Report
Understanding of adverse effects of organic arsenicals on central nervous system by chemical structure-cell type-brain region-toxicity relationship analyses
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22K12394
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
根岸 隆之 名城大学, 薬学部, 准教授 (80453489)
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2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | ジフェニルアルシン酸 / 神経症状 / アストロサイト / ヒ素中毒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒ素化合物による環境汚染（主に地下水汚染）は東アジアや南アジアをはじめ世界中で発生しており、そこで暮らす人々に重大な健康被害（皮膚疾患、がん、代謝疾患、および神経疾患等）をもたらしている。本研究はそれとは毛色が異なるが2003年に茨城県神栖町で発生した井戸水のヒ素汚染事故における主因物質ジフェニルアルシン酸（DPAA）による神経影響を扱う。DPAAは戦時に毒ガス兵器として開発されたジフェニルクロロアルシンやジフェニルシアノアルシンの原料として用いられた化合物である（注：DPAAは毒ガスではない）。この事故は当時汚染井戸水を生活用水として用いていた住民が特徴的に小脳症状を発症したことから発覚した。これまでにDPAAは脳の細胞の中でもアストロサイトという神経細胞を支持・保護する細胞に特異的に異常活性化を引き起こすことを明らかにしており、そのアストロサイトの異常活性化が神経細胞の機能に異常を引き起こし小脳症状が現れるという仮説を立てている。そこで本研究では、「有機ヒ素化合物の構造・細胞種・脳部位・毒性相関解析による脳神経系影響機序解明」と題し、DPAAとその関連代謝物（フェニルメチルアルシン酸、ジメチルアルシン酸）、そして亜ヒ酸による神経影響について、生物学的・分析化学的手法を用いて、in vitroで細胞種（神経細胞・アストロサイト・ミクログリア）特異性を、in vivoで脳部位（小脳・大脳皮質・海馬・線条体・中脳・延髄）特異性の有無・程度を評価することで、ヒ素化合物による脳神経系影響機序を包括的に明らかにする。具体的には、（1）神経細胞、アストロサイト、ミクログリア培養細胞（in vitro）におけるヒ素化合物の影響評価、（2）成体ラット脳（in vivo）におけるヒ素化合物の影響評価、（3）発達期ラット脳（in vivo）におけるヒ素化合物の影響評価を行っている。
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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
令和４年度は主に培養細胞レベルでのヒ素化合物の影響評価を行った。これまでに明らかにしてきたラット小脳由来アストロサイトにおけるDPAAによる異常活性化を陽性対照として、ヒト神経細胞モデルとしてSH-SY5Y細胞、ヒトミクログリアモデルとして株化細胞HMC3、ヒトアストロサイトモデルとしてU251-MG細胞におけるDPAAとその関連化合物の影響を評価したところ、細胞種についてはアストロサイトに特異的に、ヒ素化合物構造活性相関解析としてはDPAAが最も強い影響を与えることが明らかとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までの進捗状況は概ね順調であるがまだまだ予定している課題は多いので、研究計画書通りに研究を進めていけるよう努める。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額として114,918円が生じているが、これは学術論文の原稿の英文校正料として使用しようと考えていたが、実験ばかりしすぎて論文作成が遅れたために使用できなかった。現在鋭意執筆中であり、ほどなく英文校正に依頼して支出する予定である。
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