アフリカの環境汚染によるヒトと動物の毒性学的影響とそのメカニズム解析

• Project/Area Number: 22KK0163
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 63:Environmental analyses and evaluation and related fields
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 石塚 真由美 北海道大学, 獣医学研究院, 教授 (50332474)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武田 一貴 北里大学, 獣医学部, 助教 (00896350) ; 池中 良徳 北海道大学, 獣医学研究院, 教授 (40543509) ; 江口 哲史 千葉大学, 予防医学センター, 講師 (70595826) ; 中山 翔太 北海道大学, 獣医学研究院, 准教授 (90647629)
• Project Period (FY): 2022-10-07 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥20,020,000 (Direct Cost: ¥15,400,000、Indirect Cost: ¥4,620,000); Fiscal Year 2025: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2024: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000); Fiscal Year 2023: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: アフリカ / 環境汚染 / 毒性学 / 環境毒性 / 金属 / 農薬

Outline of Research at the Start

環境汚染による早期死亡の多くは途上国で起こっており、特にアフリカは地球上で急激に環境が汚染され、世界的にも極めて多くの早期死亡者と経済的損失を生み出している地域となった。一方、環境汚染物質の毒性には様々な作用があることが細胞や動物実験から報告されているが、疫学的調査やフィールドの事象と一致せず、とらえきれないものが多い。我々は、重度に化学物質に汚染されたアフリカにおいてフィールドベースで毒性学的研究を展開し、ヒトおよびその生活圏に棲息するシナントロープ動物の双方から研究を進めるフィールドZoobiquity（汎動物学）を実施する。

Outline of Annual Research Achievements

環境汚染により年間 900 万人が死亡しており、これは戦争やマラリアを抜いて、世界の早期死因 の 1/6 の原因になったことが報告された。環境汚染による早期死亡の多くは途上国で起こっており、特にアフリカは地球上で急激に環境が汚染され、世界的にも極めて多くの早期死亡者と経済 的損失を生み出している地域となった。一方、環境汚染の毒性には様々な作用があることが細胞 や動物実験から報告されているが、疫学的調査やフォール度の事象としてはとらえきれないもの が多い。我々は、重度に化学物質に汚染されたアフリカにおいてフィールドベースで毒性学的研究を展開し、ヒトおよびその生活圏に棲息するシナントロープ動物の双方から研究を進めるフィー ルド Zoobiquity（汎動物学）を実施する。本研究により、何世代にも及ぶ長期にわたる化学物質の 高濃度曝露により、ヒトや動物で起こっている疾病やそのメカニズムをとらえることができる。
2022年度は特にザンビアやガーナ、南アフリカにおいて、哺乳類(イヌ、野生げっ歯類）や爬虫類(トカゲ)のシナントロープ動物、そしてヒトの試料(尿）採集を行った。また、ヒトの食事に関する環境試料についても最終を行った。一部、ガーナより日本に試料を輸入し、解析を開始することができた。アフリカにおける農薬や重金属の環境汚染を中心に、ヒトおよびその歩哨動物となる種へのその汚染度や影響を明らかにするための解析を行っている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

2022年度は限られた時間の中で、ザンビア及びガーナより、予定通り試料を採集し、一部を輸入することができた。2023年度からの試料採集などを速やかに実施できる基盤が構築できた。

Strategy for Future Research Activity

Covid19の影響は比較的低くなり、現地への渡航が可能なったと判断している。そこで、2023年度以降、相互の研究交流を深め、共同のサーベイランスを実施する。
2023年度以降、予定通り、ガーナ、ザンビア、南アフリカを中心にシナントロープ動物とヒト試料の採集を行い、日本へ輸入する。本研究では、重金属と農薬について主たる研究課題とし、重金属に関してはザンビアでは鉛およびカドミウム汚染の顕著なカブウェ地域、農薬については、再興農薬と新興農薬の重度汚染地域として、南アフリカ、およびガーナを選択する。得られた試料について、当該研究室での実績があるエピゲノム解析、メタボローム解析、トランスクリプトーム解析について、解析を進める。また、マイクロバイオーム解析についても進めていく。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ザンビア大学(ザンビア)
• [Int'l Joint Research] クワメエンクルマ科学技術大学(ガーナ)
• [Int'l Joint Research] ノースウェスト大学(南アフリカ)
• [Journal Article] Investigation of dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) on xenobiotic enzyme disruption and metabolomic bile acid biosynthesis in DDT-sprayed areas using wild rats (2023)
  • Author(s): MOTOHIRA Kodai、YOHANNES Yared Beyene、IKENAKA Yoshinori、EGUCHI Akifumi、NAKAYAMA Shouta MM、WEPENER Victor、SMIT Nico J、VAN VUREN Johan HJ、ISHIZUKA Mayumi
  • Journal Title: Journal of Veterinary Medical Science Volume: 85 Issue: 2 Pages: 236-243
  • DOI: 10.1292/jvms.22-0490
  • ISSN: 0916-7250, 1347-7439
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Environmental, animal and human health impacts of lead and other heavy metals arising from unsustainable mining activities in Kabwe, Zambia: a One Health Approach (2023)
  • Author(s): John Yabe, Shouta MM Nakayama, Yared B Yohannes, Hokuto Nakata, Haruya Toyomaki, Kaampwe Muzandu, Andrew Kataba, Golden Zyambo, Nosiku Sipilanyambe Munyinda, Tiza Mufune, Allan Liazambi, Kenneth Chawinga, Yoshinori Ikenaka, Kennedy Choongo, Mayumi Ishizuka.
  • Organizer: 6th International Chemical Hazard Symposium ＆ 6th Symposium of Japan Society for Environmental Chemistry,
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Distribution of lead in organs of stray dogs from Kabwe, Zambia (2023)
  • Author(s): Nyein Chan Soe, Andrew Kataba, Yared B. Yohannes, Madalitso Tembo, John Yabe, Kenneth Chawinga, Golden Zyambo, Kaampwe Muzandu, Yoshinori Ikenaka1, Mayumi Ishizuka, Shouta M.M. Nakayama
  • Organizer: 6th International Chemical Hazard Symposium ＆ 6th Symposium of Japan Society for Environmental Chemistry,
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Impact of Lead on Human Health: a Kabwe, Zambia perspective. (2023)
  • Author(s): Yabe J, Nakayama S, Yohannes YB, Nakata H, Toyomaki H, Muzandu K, Kataba A, Zyambo G, Moonga G, Munyinda NS, Mufune T, Liazambi A, Chawinga K, Sakala D, Ikenaka Y, Choongo K, Ishizuka M
  • Organizer: BirdLife South Africa Lead Advocacy Workshop for the Conservation of Southern African Vultures.
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Global and Gene-Specific Methylation in Lead-Exposed Children in Kabwe, Zambia. (2023)
  • Author(s): Yared Beyene Yohannes, Shouta M.M. Nakayama, John Yabe, Hokuto Nakata, Haruya Toyomaki, Andrew Kataba, Kaampwe Muzandu, Kennedy Choongo, Yoshinori Ikenaka, Mayumi Ishizuka
  • Organizer: SOT 62nd Annual Meeting and ToxExpo
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ザンビアにおける鉛汚染とヒト・動物への健康影響 (2023)
  • Author(s): 中山翔太、石塚真由美
  • Organizer: 日本薬学会第143年会
  • Invited