2014 Fiscal Year Research-status Report
ゼブラフィッシュを用いたアクリルアミドの毒性における小胞体ストレス応答の研究
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26740025
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| Research Institution | Tokyo Women's Medical University |
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Principal Investigator |
蒋池 勇太 東京女子医科大学, 医学部, 准講師 (70386556)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 環境毒性学 / ゼブラフィッシュ / 小胞体ストレス応答 / アクリルアミド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環境汚染物質の曝露により、生物では様々な反応が生じるが、申請者は小胞体ストレス応答に注目している。しかし、環境毒性学の立場から小胞体ストレス応答に着目した研究は少なく、個体レベルでの研究は申請者らによるゼブラフィッシュを用いた報告のみである。そこで、申請者による先行研究の成果をさらに展開させるために、新たにアクリルアミドに注目し、その毒性発現機序における個体レベルでの小胞体ストレス応答の役割を解明する目的で本研究を実施している。アクリルアミドは、様々な製品原料として用いられている一方、神経・肝毒性、変異原性を有する。また、イモ類などの高温調理により生成され、日常生活でも曝露されうる身近な有害化学物質である。しかし、アクリルアミドの毒性発現機序は明らかでない。
本研究に先立ち、アクリルアミド曝露により小胞体ストレス応答が惹起されるかを検討するため、ヒト神経芽腫細胞SH-SY5Yに曝露し、小胞体ストレス応答を検出する予備的研究を行ったが、当初の予想を上回る展開がみられたことから、本年度ではこの細胞を用いる研究を、後述のゼブラフィッシュ幼生を用いる研究と並行かつ重点的に行った。その結果、SH-SY5Y細胞にアクリルアミドを曝露すると、小胞体ストレス応答のPERK-eIF2α経路が活性化すること、アポトーシスおよびオートファジーを含む細胞死が誘導されること、ROSが産生されその消去剤により小胞体ストレス応答が軽減し細胞生存が上昇することが明らかになった。これらの成果は2回の国内学会にて発表し、現在、論文投稿準備中である。
ゼブラフィッシュ幼生を用いる研究は、当初の計画では神経や肝臓が形成されている受精後2週間以降の幼生を対象とするとしていたが、自立摂食開始後の幼生は大きさの個体差が顕著であり、曝露に起因しない差異と区別することが困難であるため、受精後7日までの期間で慢性および急性曝露の条件を検討している。
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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
当初計画と比較して、ゼブラフィッシュ幼生を用いる研究に限って言えば「やや遅れている」というべきである。しかし、前述のとおり、予備的研究として行ったヒト神経芽腫細胞SH-SY5Yを用いる研究に予想以上の発展がみられ、独立の研究として2度の学会発表に供せられるだけの情報を得られたこと、その内容について論文執筆中であること、さらに幼生を用いる研究にもフィードバックできる貴重な情報を数多く得られたことを勘案して、おおむね順調に進展していると判断して差し支えないと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降は、まず、今年度に完了と計画していたものの完了できなかった、ゼブラフィッシュ幼生に対するアクリルアミド曝露の開始時期、継続時間、濃度について、①PERK-eIF2α経路の活性化、②GRP78、GRP94、CHOPの発現が検出可能な条件の組み合わせを決定する。上述のように、本研究立案時には受精後2週間以降の幼生を対象とするとしていたが、受精後7日までの期間で慢性および急性曝露の条件の組み合わせを決定する。また、IRE1-XBP1経路の活性化およびATF6経路の活性化についても検討する、としていたが、本年度の研究から、アクリルアミドの毒性発現においてIRE1-XBP経路の活性化が顕著でないことから、条件検討の際の指標とはしない。ATF6経路の活性化は現段階では検出が極めて困難であるため、先送りする。
そののちには、アクリルアミド曝露によりゼブラフィッシュ幼生に生じる異常を、形態、器官、細胞の各レベルで解析し、さらにATF4をノックアウトしたゼブラフィッシュを作成し、アクリルアミドの毒性発現における小胞体ストレス応答の役割を解明する、という当初の計画に基づき研究を遂行する。
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| Causes of Carryover |
本年度は当初の計画では予定していなかった国際学会での成果発表に伴う海外出張旅費の使用があったため、物品費を調整しながら使用していった結果、1000円強の未使用分が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度以降は、先に提出した計画から大きな変更なく使用していく予定である。
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