ゼブラフィッシュをモデルとした化学物質の毒性機序解析とリスク評価

• 研究課題/領域番号: 15H05334
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 放射線・化学物質影響科学
• 研究機関: 帯広畜産大学
• 研究代表者: 久保田 彰 帯広畜産大学, 畜産学部, 准教授 (60432811)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 21,450千円 (直接経費: 16,500千円、間接経費: 4,950千円); 2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2016年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円); 2015年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
• キーワード: トキシコロジー / ゼブラフィッシュ / 細胞内受容体 / 発生毒性 / 内分泌撹乱 / 環境汚染物質 / エストロゲン受容体 / シトクロムP450 / ビスフェノール類 / in silico解析 / リン酸エステル系難燃剤 / 化学物質 / CYP

研究成果の概要

環境毒性脊椎動物モデルであるゼブラフィッシュを用いて、細胞内受容体を介した化学物質の生体影響と作用機序の解明ならびにリスク評価を試みた。本研究により、芳香族炭化水素受容体(AHR)やプレグナンX受容体(PXR)、エストロゲン受容体(ER)を介したシグナル毒性の一端を明らかにした。さらに、in vivoおよびin silico法を用いた統合解析により、ERサブタイプとの相互作用をin silico解析することで、多様な化合物のin vivoエストロゲン様作用の用量効果を予測できることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

動物愛護の観点から、化学物質の有害性評価において動物実験代替法の利用を促進する活動が拡大する中で、ゼブラフィッシュを用いた本研究の成果は、動物愛護に寄与し多数の化学物質をハイスループットに評価したものとして学術的・社会的意義は大きい。さらに本研究の成果は、細胞内受容体を介した作用が疑われる医薬品等の安全性評価や環境汚染物質の生態毒性試験法として発展的に活用することも期待され、医療・環境分野における化学物質リスク評価の指針となるだけでなく、わが国の化学物質管理政策にも資すると考えられる。

研究成果

• [国際共同研究] Woods Hole Oceanographic Institution(米国)
• [国際共同研究] University of Antwerp(ベルギー)
• [国際共同研究] Woods Hole Oceanographic Institution(米国)
• [国際共同研究] Chinese Academy of Fishery Sciences(中国)
• [国際共同研究] ウッズホール海洋研究所(米国)
• [国際共同研究] カロリンスカ研究所(スウェーデン)
• [雑誌論文] Transcriptional profiling of cytochrome P450 genes in the liver of adult zebrafish, <i>Danio rerio</i> (2019)
  • 著者名/発表者名: Akira Kubota, Yusuke K. Kawai, Natsumi Yamashita, Jae Seung Lee, Daisuke Kondoh, Shuangyi Zhang, Yasunobu Nishi, Kazuyuki Suzuki, Takio Kitazawa, Hiroki Teraoka
  • 雑誌名: Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ 巻: 44 号: 5 ページ: 347-356
  • DOI: 10.2131/jts.44.347
  • NAID: 130007642915
  • ISSN: 0388-1350, 1880-3989
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The evolution of UDP-glycosyl/glucuronosyltransferase 1E (UGT1E) genes in bird lineages is linked to feeding habits but UGT2 genes is not. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yusuke K. Kawai, Yoshinori Ikenaka, Mayumi Ishizuka, Akira Kubota
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 13 号: 10 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0205266
  • NAID: 120006540774
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 十勝の台風被害による飼料用トウモロコシサイレージおよび牧草サイレージのかび毒汚染の実態 (2018)
  • 著者名/発表者名: 川島千帆、久保田彰
  • 雑誌名: 北海道畜産草地学会報 巻: 6 ページ: 29-34
  • NAID: 40021519058
• [雑誌論文] 野生鳥類におけるダイオキシン類のエコトキシコロジー (2017)
  • 著者名/発表者名: 久保田 彰
  • 雑誌名: 日本野生動物医学会誌 巻: 22 号: 4 ページ: 63-67
  • DOI: 10.5686/jjzwm.22.63
  • NAID: 130006731441
  • ISSN: 1342-6133, 2185-744X
  • 年月日: 2017-12-22
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dexamethasone-induced hepatomegaly and steatosis in larval zebrafish (2017)
  • 著者名/発表者名: Guojun Yin, Liping Cao, Jinliang Du, Rui Jia, Takio Kitazawa, Akira Kubota, Hiroki Teraoka
  • 雑誌名: Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ 巻: 42 号: 4 ページ: 455-459
  • DOI: 10.2131/jts.42.455
  • NAID: 130005765960
  • ISSN: 0388-1350, 1880-3989
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Biological effects of 6-formylindolo[3,2-b]carbazole (FICZ) in vivo are enhanced by loss of CYP1A function in an Ahr2-dependent manner (2016)
  • 著者名/発表者名: Wincent, E., Kubota, A., Timme-Laragy, A. R., J&ouml;nsson, M. E., Hahn, M. E. and Stegeman, J. J.
  • 雑誌名: Biochemical Pharmacology 巻: 110-111 ページ: 117-129
  • DOI: 10.1016/j.bcp.2016.04.012
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Protective effect of prostacyclin against pre-cardiac edema caused by 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin and a thromboxane receptor agonist in developing zebrafish (2016)
  • 著者名/発表者名: Nijoukubo, D., Tanaka, Y., Okuno, Y., Yin, G., Kitazawa, T., Peterson, R. E., Kubota, A. and Teraoka, H.
  • 雑誌名: Chemosphere 巻: 156 ページ: 111-117
  • DOI: 10.1016/j.chemosphere.2016.04.107
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Cytochrome P450 20A1 in zebrafish: Cloning, regulation and potential involvement in hyperactivity disorders (2016)
  • 著者名/発表者名: Benjamin Lemaire, Akira Kubota, Conor M. O'Meara, David C. Lamb, Robert L. Tanguay, Jared V. Goldstone, John J. Stegeman
  • 雑誌名: Toxicology and Applied Pharmacology 巻: 296 ページ: 73-84
  • DOI: 10.1016/j.taap.2016.02.001
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Functional characterization of zebrafish cytochrome P450 1 family proteins expressed in yeast (2015)
  • 著者名/発表者名: Stegeman, J. J., Behrendt, L., Woodin, B. R., Kubota, A., Lemaire, B., Pompon, E., Goldstone, J. V. and Urban, P.
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta 巻: 1850(11) 号: 11 ページ: 2340-2352
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2015.07.010
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] In vivo measurement and in silico prediction of estrogen-like potency of bisphenol A and its analogues in zebrafish (2019)
  • 著者名/発表者名: Akira Kubota, Jae Seung Lee, Yumi Wakayama, Michiko Nakamura, Yuka Yoshinouchi, Hisato Iwata, Masashi Hirano, Haruhiko Nakata, Yusuke Kawai
  • 学会等名: SOT 58th Annual Meeting and ToxExpo
  • 国際学会
• [学会発表] In vivo measurement and in silico prediction of estrogenic and anti-estrogenic potency of bisphenol A and its analogues in zebrafish (2019)
  • 著者名/発表者名: Akira Kubota, Jae Seung Lee, Yumi Wakayama, Michiko Nakamura, Yuka Yoshinouchi, Hisato Iwata, Masashi Hirano, Yusuke Kawai
  • 学会等名: International Chemical Hazard Symposium in Hokkaido
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Assessment of estrogenic and anti-estrogenic potency of bisphenol A replacement in zebrafish (2018)
  • 著者名/発表者名: Jae Seung Lee, Yumi Wakayama, Michiko Nakamura, Yuka Yoshinouchi, Hisato Iwata, Masashi Hirano, Haruhiko Nakata, Yusuke Kawai, Akira Kubota
  • 学会等名: 第27回環境化学討論会
• [学会発表] ゼブラフィッシュを用いた生態毒性試験について (2018)
  • 著者名/発表者名: 久保田彰
  • 学会等名: 第12回生態影響試験実習セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] ゼブラフィッシュを用いたビスフェノールA代替物質の内分泌攪乱作用の評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 久保田彰、Jae Seung Lee、若山裕己、中村倫子、川合佑典、芳之内結加、岩田久人、平野将司、中田晴彦
  • 学会等名: 第45回日本毒性学会学術年会
• [学会発表] 十勝の台風被害による飼料用トウモロコシサイレージのかび毒汚染の実態 (2018)
  • 著者名/発表者名: 久保田 彰、Jae Seung Lee、川島千帆
  • 学会等名: 第45回日本毒性学会学術年会
• [学会発表] Evaluating estrogenic and anti-estrogenic potency of bisphenol A analogues in vivo and in silico using zebrafish (2018)
  • 著者名/発表者名: Akira Kubota, Yumi Wakayama, Jae Seung Lee, Michiko Nakamura, Yusuke Kawai, Yuka Yoshinouchi, Hisato Iwata, Masashi Hirano, Haruhiko Nakata
  • 学会等名: 38th International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants
  • 国際学会
• [学会発表] タンチョウにおける異物代謝関連遺伝子の同定と定量 (2018)
  • 著者名/発表者名: 川合佑典、伊藤究、坂本梨果子、吉野智生、飯間裕子、松本文雄、久保田彰
  • 学会等名: 第161回日本獣医学会学術集会
• [学会発表] In silico prediction and in vivo measurement of estrogenic activity of bisphenol analogues in zebrafish (2018)
  • 著者名/発表者名: Akira Kubota, Yumi Wakayama, Michiko Nakamura, Yusuke Kawai, Yuka Yoshinouchi, Hisato Iwata, Masashi Hirano, Haruhiko Nakata
  • 学会等名: 57th Society of Toxicology Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] ゼブラフィッシュ胚を用いたin silicoおよびin vivo解析によるビスフェノール類のエストロゲン様作用の評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川合佑典、中村倫子、若山裕己、森田友理、芳之内結加、平野将司、中田晴彦、岩田久人、久保田 彰
  • 学会等名: 第26回環境化学討論会
• [学会発表] In vivo and in silico assessment of estrogen-like effects of bisphenol analogues in zebrafish (2017)
  • 著者名/発表者名: Yumi Wakayama, Michiko Nakamura, Yuri Morita, Yuka Yoshinouchi, Hisato Iwata, Masashi Hirano, Haruhiko Nakata, Yusuke Kawai, Akira Kubota
  • 学会等名: 19th International Symposium on Pollutant Responses in Marine Organisms
  • 国際学会
• [学会発表] Evolution of avian UGT family genes in relation to feeding habit (2017)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Kawai, Yoshinori Ikenaka, Mayumi Ishizuka, Akira Kubota
  • 学会等名: 19th International Symposium on Pollutant Responses in Marine Organisms
  • 国際学会
• [学会発表] ゼブラフィッシュをモデルとしたin vivoおよびin silico解析によるビスフェノール類のエストロゲン様作用の評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村倫子、若山裕己、芳之内結加、森田友理、岩田久人、川合佑典、久保田 彰
  • 学会等名: 第44回日本毒性学会学術年会
• [学会発表] 有機リン系難燃剤およびその代謝物による発達期ゼブラフィッシュに対する影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 森田友理、若山裕己、芳之内結加、岩田久人、川合佑典、久保田 彰
  • 学会等名: 第44回日本毒性学会学術年会
• [学会発表] In silico prediction and in vivo measurement of estrogenic activity of bisphenol analogues in zebrafish (2017)
  • 著者名/発表者名: Akira Kubota, Yumi Wakayama, Michiko Nakamura, Yusuke Kawai, Yuka Yoshinouchi, Hisato Iwata, Masashi Hirano, Haruhiko Nakata
  • 学会等名: 20th International Conference on Cytochrome P450
  • 国際学会
• [学会発表] ゼブラフィッシュをモデルとしたin silicoおよびin vivo解析によるビスフェノール類のエストロゲン様作用の評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 久保田 彰、若山裕己、中村倫子、川合佑典、芳之内結加、岩田久人、平野将司、中田晴彦
  • 学会等名: 環境ホルモン学会 第20回研究発表会
• [学会発表] Biological effects of a dysfunctional CYP1A/AHR2 feedback loop in developing zebrafish (2016)
  • 著者名/発表者名: Akira Kubota, Alicia Timme-Laragy, Maria Jonsson, Mark E. Hahn, John J. Stegeman, Emma Wincent
  • 学会等名: 環境ホルモン学会 第19回研究発表会
  • 発表場所: 文部科学省 研究交流センター（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2016-12-08
• [学会発表] Reciprocal cross-talk between Ahr2 and Pxr signaling in response to PCB126 and pregnenolone in developing zebrafish (2016)
  • 著者名/発表者名: Akira Kubota, Jared Goldstone, John Stegeman
  • 学会等名: The 9th International PCB Workshop
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2016-10-09
  • 国際学会
• [学会発表] 発達期ゼブラフィッシュにおけるCYP1A/AHRフィードバック機構攪乱の影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 久保田彰，Emma Wincent，John Stegeman
  • 学会等名: 第22回日本環境毒性学会研究発表会
  • 発表場所: 愛媛大学（愛媛県・松山市）
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] Characterization of a Pxr-null zebrafish (2016)
  • 著者名/発表者名: Matthew C. Salanga, Akira Kubota, Benjamin Lemaire, Rachel Harbeitner, Daniel Gusenleitner, Stefano Monti, John J. Stegeman, Jared V. Goldstone
  • 学会等名: 55th Annual Meeting of Society of Toxicology
  • 発表場所: ニューオーリンズ（米国）
  • 年月日: 2016-03-13
  • 国際学会
• [学会発表] 発達期ゼブラフィッシュをモデルとした化学物質の毒性発現機構の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 久保田彰
  • 学会等名: 第7回LaMer特別講演会
  • 発表場所: 愛媛大学（愛媛県・松山市）
  • 招待講演
• [学会発表] ゼブラフィッシュにおける薬物代謝酵素の網羅的解析：魚類とヒト健康影響のモデル動物の観点から (2016)
  • 著者名/発表者名: 久保田彰
  • 学会等名: 環境リスク・健康研究センター特別講演会
  • 発表場所: 国立環境研究所（茨城県つくば市）
  • 招待講演
• [学会発表] 魚類におけるPXR・AHRを介したシトクロムP450発現制御機構の特徴 (2015)
  • 著者名/発表者名: 久保田 彰, Jared V. Goldstone, John J. Stegeman
  • 学会等名: 第21回日本環境毒性学会研究発表会
  • 発表場所: 東洋大学白山キャンパス（東京都・文京区）
  • 年月日: 2015-09-02
• [学会発表] 魚類におけるシトクロムP450の発現制御機構と代謝特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 久保田 彰, John J. Stegeman
  • 学会等名: 第42回日本毒性学会学術年会
  • 発表場所: 石川県立音楽堂、金沢市アートホテル、ホテル日航金沢（石川県・金沢市）
  • 年月日: 2015-06-29
• [学会発表] ゼブラフィッシュのリガンド依存性転写因子とシトクロムP450 (2015)
  • 著者名/発表者名: 久保田 彰, Jared V. Goldstone, Emma Wincent, John J. Stegeman
  • 学会等名: 第42回日本毒性学会学術年会
  • 発表場所: 石川県立音楽堂、金沢市アートホテル、ホテル日航金沢（石川県・金沢市）
  • 年月日: 2015-06-29
• [学会発表] Role of pregnane X receptor and aryl hydrocarbon receptor in transcriptional regulation of PXR, CYP2, and CYP3 genes in developing zebrafish (2015)
  • 著者名/発表者名: Akira Kubota, Jared V. Goldstone, Benjamin Lemaire, John J. Stegeman
  • 学会等名: 19th International Conference on Cytochrome P450
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター（東京都・渋谷区）
  • 年月日: 2015-06-12
  • 国際学会
• [学会発表] Differences in responses to putative PXR agonists associated with PXR alleles in zebrafish embryos (2015)
  • 著者名/発表者名: Akira Kubota, Jared V. Goldstone, Benjamin Lemaire, Rachel Harbeitner, Lauren Salay, John J. Stegeman
  • 学会等名: 18th International symposium on Pollutant Responses in Marine Organisms
  • 発表場所: トロンハイム（ノルウェー）
  • 年月日: 2015-05-24
  • 国際学会
• [学会発表] Reciprocal cross-talk between PXR and AHR2 signaling in response to their putative agonists in developing zebrafish (2015)
  • 著者名/発表者名: Akira Kubota, Jared V. Goldstone, Benjamin Lemaire, Matthew Takata, Bruce R. Woodin, John J. Stegeman
  • 学会等名: 18th International symposium on Pollutant Responses in Marine Organisms
  • 発表場所: トロンハイム（ノルウェー）
  • 年月日: 2015-05-24
  • 国際学会
• [学会発表] The PXR “gene battery” in zebrafish (2015)
  • 著者名/発表者名: Jared V. Goldstone, Rachel Harbeitner, Akira Kubota, Benjamin Lemaire, John J. Stegeman
  • 学会等名: 18th International symposium on Pollutant Responses in Marine Organisms
  • 発表場所: トロンハイム（ノルウェー）
  • 年月日: 2015-05-24
  • 国際学会
• [備考] 帯広畜産大学獣医学研究部門基礎獣医学分野 毒性学研究室ホームページ
  • URL: http://www.obihiro.ac.jp/~toxicology/index.html
• [備考] 帯広畜産大学 獣医学研究部門基礎獣医学分野 毒性学研究室 ホームページ
  • URL: http://www.obihiro.ac.jp/~toxicology/index.html