化学物質の肝毒性発現におけるＮＭＤＡ型グルタミン酸受容体の役割に関する研究

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23590150
• Research Institution: University of Shizuoka
• Principal Investigator: 根本 清光 静岡県立大学, 薬学部, 准教授 (90189366)
• Keywords: NMDA受容体 / 肝臓 / 肝肥大 / 環境化学物質 / 肝がん細胞

Research Abstract

本研究では、NMDA受容体2Cサブユニット（Grin2c）遺伝子の発現亢進とそれに伴うNMDA受容体の機能変化が、環境化学物質（医薬品、農 薬、食品添加物を含む）の肝肥大誘発作用、肝細胞傷害性、肝発がん性といった肝毒性発現にどのように関わるかを明らかにすることを目的とする。
1年目は、肝がん細胞で機能しうるNMDA受容体が発現していること、その発現が細胞増殖に関連していること、肝細胞増殖を伴う肝肥大を惹起する硝酸鉛のラットへの投与により肝肥大の度合いに応じてGrin2c遺伝子の発現亢進率が上昇することから、肝細胞肥大誘発を伴う肝肥大のみならず、肝細胞増殖を伴う肝肥大でもNMDA受容体が何らかの機能を発揮する可能性があることなどを示した。
2年目は、肝細胞肥大を伴う肝肥大を惹起するとされる肝発がんプロモーターであるβナフトフラボン（BNF）、インドール-3-カルビノール（I3C）、および肝細胞傷害作用有するアセトアミノフェン（AA）をラットに投与し、得られた肝臓RNAでのGrin2c遺伝子の発現を検討した。その結果、I3CとAA投与群では顕著なGrin2c遺伝子発現亢進が認められたが、BNF投与群では有意な発現亢進は認められなかった。このことから、肝細胞傷害過程で、NMDA受容体が何らかの機能を発揮する可能性、Grin2c遺伝子発現は特定のタイプの肝肥大形式で引き起こる可能性が考えられた。
3年目である平成25年度は、種々培養細胞株に、肝肥大誘発化学物質を処理し、Grin2c遺伝子の発現誘導性を検討したが、現段階では、その誘導性を確認することが出来なかった。また、NMDA受容体が発現している肝がん細胞にNMDA受容体に対する阻害剤メマンチン処理を行い、そのRNAについて、DNAマイクロアレイにより実施し、現在、遺伝子発現の網羅的解析を実施中である。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

PB、CF、PBO、硝酸鉛といった肝肥大誘発物質に加えて、2年目は、さらにBNF、I3Cといった肝肥大誘発物質とAAといった肝傷害性物質をラットに投与後、肝Grin2c発現を検討し、新たに、肝細胞傷害過程で、NMDA受容体が何らかの機能を発揮する可能性、Grin2c遺伝子 発現は特定のタイプの肝肥大形式で引き起こる可能性を見いだしたことは大きな成果であると考える。しかしながら、本研究の大きな目的であるGrin2c遺伝子の発現亢進メカニズムとNMDA受容体の肝細胞における機能の解明については、PB、CF、PBOなど肝肥大誘導化学物質を処理した培養細胞株で、Grin2c遺伝子の発現亢進が現段階では認められておらず、難航を極めている。この点から、本研究の達成度は「遅れている」と判断せざるを得ない。

Strategy for Future Research Activity

1．これまでと同様、培養細胞株に種々化学物質を処理して、Grin2c遺伝子を発現させる実験系の確立を目指す。
2．すでに、NMDA受容体が発現している肝がん細胞にNMDA受容体に対する阻害剤メマンチン処理を行い、処理細胞のRNAについてDNAマイクロアレイを実施した。遺伝子発現の網羅的解析を実施することにより、NMDA受容体の肝がん細胞での機能を類推することとする。 以上の研究により、本研究の目的を達成することとする。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

化学物質処理に応答してGrin2c遺伝子が発現する培養細胞株実験系の作製を行い、Grin2c遺伝子の発現亢進機構やNMDA受容体の機能についての検討を進める予定であったが、培養細胞株実験系の作製が完了しなかったため、Grin2c遺伝子の発現亢進機構やNMDA受容体の機能についての検討を実施することが出来ずに、未使用額が生じた。
上記培養細胞株実験系の作製を完了させ、Grin2c遺伝子の発現亢進機構やNMDA受容体の機能についての検討を次年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てることとしたい。

Research Products

• [Journal Article] Change in the gene expression of the N-methyl-D-aspartate receptor 2C subunit by dietary β-naphthoflavone, indole-3-carbinol, or acetaminophen in the rat liver. (2013)
  • Author(s): Kiyomitsu Nemoto, Ayaka Ikeda, Takahiro Tanaka, Kaoru Inoue, Midori Yoshida, Akiyoshi Nishikawa, Toshie Gamou, Wataru Habano, Shogo Ozawa, Masakuni Degawa
  • Journal Title: The Journal of Toxicological Sciences Volume: 38 Pages: 611-617
  • DOI: 10.2131/jts.38.611
  • Peer Reviewed