＜鳥類での化学物質による腎障害メカニズムの解明と腎障害バイオマーカーの探索＞

• 研究課題/領域番号: 15J01937
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 放射線・化学物質影響科学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 石井 千尋 北海道大学, 獣医学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2015-04-24 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円); 2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2016年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 鳥類保全 / 腎障害 / バイオマーカー / ニワトリ / 腎障害マーカー / 遺伝子 / 糖鎖 / 鳥類 / 糖鎖解析

研究実績の概要

鳥類は特有な生体構造を持ち、哺乳類には存在しない腎門脈が腎臓に大量の血液を運ぶため、腎臓における化学物質暴露量は多く、腎障害が起こりやすいと考えられる。しかしながら、鳥類において早期の腎障害を反映するバイオマーカーは発見されていない。そこで本研究では、鳥類の新規腎障害マーカーの探索を目的とした。
腎障害を引き起こすとされるジクロフェナク、シスプラチンをそれぞれニワトリに投与し、腎障害モデルを作成した。急性腎障害は急性間質性腎炎と急性尿細管壊死の2つに分けられ、ジクロフェナク投与では前者を、シスプラチン投与では後者を引き起こすことが哺乳類において確認されている。本実験での腎臓病理診断の結果、ニワトリにおいても上記の病態を各投与群で確認した。血液検査および各種臓器の病理検査結果から腎臓特異的な障害を持つ個体を判断し、血漿中の糖鎖解析および腎臓組織のマイクロアレイ解析・リアルタイムPCR法を用いて候補マーカーの選出を試みた。糖鎖解析の結果、ジクロフェナク投与群ではシアリル化され、かつフコシル化されていない構造を持つ糖鎖の発現が上昇した。シスプラチン投与群では発現の変動が認められず、障害を引き起こすメカニズムの違いにより、糖鎖発現に違いが現れると考えられた。
遺伝子発現を網羅的に分析するマイクロアレイ解析では、ジクロフェナク・シスプラチン投与群に共通して障害度依存的に発現が増加した遺伝子が数種類認められた。マイクロアレイ解析にて腎障害マーカー候補として考えられた数種の遺伝子を対象に、リアルタイムPCR法により定量を行うことで、さらに候補遺伝子を絞り込んだ。リアルタイムPCR法の結果から、ジクロフェナク・シスプラチン両投与群で障害度依存的に発現が増加した遺伝子に注目し、ニワトリにおいて血液中でのタンパク質発現を定量するため、オリジナル抗体を作成しタンパク質の発現解析を進めた。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] カセサート大学(タイ)
• [雑誌論文] A glycomics approach to discover novel renal biomarkers in birds by administration of cisplatin and diclofenac to chickens (2018)
  • 著者名/発表者名: Ishii C、Ikenaka Y、Ichii O、Nakayama S M M、Nishimura S-I、Ohashi T、Tanaka M、Mizukawa H、Ishizuka M
  • 雑誌名: Poultry Science 巻: 97 号: 5 ページ: 1722-1729
  • DOI: 10.3382/ps/pey016
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Contamination status and accumulation characteristics of heavy metals and arsenic in five seabird species from the central Bering Sea (2017)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Ishii, Yoshinori Ikenaka, Shouta M.M. Nakayama, Hazuki Mizukawa, Yared Beyene Yohannes, Yutaka Watanuki, Masaaki Fukuwaka, and Mayumi Ishizuka
  • 雑誌名: Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｙ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 79 号: 4 ページ: 807-814
  • DOI: 10.1292/jvms.16-0441
  • NAID: 130007331465
  • ISSN: 0916-7250, 1347-7439
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Lead exposure in raptors from Japan and source identification using Pb stable isotope ratios (2017)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Ishii, Shouta M.M.Nakayama, Yoshinori Ikenaka, Hokuto Nakata, Keisuke Saito, Yukiko Watanabe, Hazuki Mizukawa, Shinsuke Tanabe, Kei Nomiyama, Terutake Hayashi, Mayumi Ishizuka
  • 雑誌名: Chemosphere 巻: 186 ページ: 367-373
  • DOI: 10.1016/j.chemosphere.2017.07.143
  • NAID: 120006477493
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Contamination status and accumulation characteristics of heavy metals and arsenic in five seabird species from the central Bering Sea. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishii, C., Ikenaka, Y., Nakayama, S. M. M., Mizukawa H., Yohannes, Y. B., Watanuki, Y., Fukuwaka, M., Ishizuka, M.
  • 雑誌名: Journal of Veterinary Medical Science 巻: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 全国規模での鳥類への鉛曝露：曝露指標として骨の利用の可能性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石井千尋，中山翔太，池中良徳，Kataba Andrew，齊藤慶輔，渡辺有希子，槇納好岐，松川岳久，久保田章乃，横山和仁，水川葉月，平田岳，石塚真由美
  • 学会等名: 第23回日本野生動物医学会
• [学会発表] Discovery of renal biomarker in birds by transcriptome analysis of kidney tissues and glycomics analysis of plasma following renal damage in chicken model (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishii, C., Ikenaka, Y., Kawai, K. Y., Ichii O., Nakayama, S. M. M., Mizukawa H., Ishizuka, M.
  • 学会等名: The 5th Sapporo Summer Seminar for One Health
  • 国際学会
• [学会発表] 鳥類医学の発展に向けた新規腎障害マーカーの探索 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石井千尋, 池中良徳, 川合佑典, 市居修, 中山翔太, 西村紳一郎, 大橋哲, 田中誠一, 齊藤慶輔, 渡邊有希子, 水川葉月, 石塚真由美
  • 学会等名: 日本鳥学会２０１７年度大会
• [学会発表] Discovery of renal biomarkers in birds by transcriptome analysis and glycomics analysis following kidney injury in chicken model (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishii, C., Ikenaka, Y., Kawai, K. Y., Ichii O., Nakayama, S. M. M., Mizukawa H., Ishizuka, M.
  • 学会等名: 10th International Meeting of Asian Society of Conservation Medicine
  • 国際学会
• [学会発表] A glycomics approach to renal biomarkers in birds. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishii, C., Ikenaka, Y., Ichii O., Nakayama, S. M. M., Mizukawa H., Nishimura S., Ohashi T., Tanaka M., Saito K., Watanabe Y., Ishizuka, M.
  • 学会等名: The 4rd Sapporo Summer Seminar for One Health
  • 発表場所: 北海道札幌市、北海道大学
  • 年月日: 2016-09-20
  • 国際学会
• [学会発表] 鳥類における新規腎障害マーカーの探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石井千尋, 池中良徳, 市居修, 中山翔太, 西村紳一郎, 大橋哲, 田中誠一, 齊藤慶輔, 渡邊有希子, 水川葉月, 石塚真由美
  • 学会等名: 第22回日本野生動物医学会
  • 発表場所: 宮崎県宮崎市、宮崎市民プラザ
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] Creating a model of renal damage in chicken and glycomic approach to identify novel biomarkers for kidney injury in birds (2016)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Ishii, Yoshinori Ikenaka, Osamu Ichii, Shouta M.M. Nakayama, Shin-Ichiro Nishimura, Tetsu Ohashi, Masakazu Tanaka, Keisuke Saito, Yukiko Watanabe, Hazuki Mizukawa, Mayumi Ishizuka
  • 学会等名: 8th International Toxicology Symposium
  • 発表場所: Egypt, Giza, Gawharet Alahram Hotel
  • 年月日: 2016-08-30
  • 招待講演
• [学会発表] Creating a model of renal damage in chicken and glycomic approach to identify novel biomarkers for kidney injury in birds (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishii, C., Ikenaka, Y., Ichii O., Nakayama, S.M.M., Nishimura S., Ohashi T., Tanaka M., Saito K., Watanabe Y., Mizukawa H., Ishizuka, M.
  • 学会等名: 8th International Toxicology Symposium in Africa
  • 発表場所: Giza（エジプト）、Gawharet Alahram Hotel
  • 年月日: 2016-08-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] N-glycans as potential novel biomarkers for kidney injury in avian species. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishii, C., Ikenaka, Y., Ichii O., Nakayama, S. M. M., Mizukawa H., Nishimura S., Ohashi T., Tanaka M., Saito K., Watanabe Y., Ishizuka, M.
  • 学会等名: 65th International Conference of the Wildlife Disease Association
  • 発表場所: コートランド（米国）、. Greek Peak Mountain Resort
  • 年月日: 2016-07-31
  • 国際学会
• [学会発表] Lead poisoning and distribution in raptors' bones and bone marrows (2015)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Ishii, Shouta M.M. Nakayama, Yoshinori Ikenaka, Hokuto Nakata, Keisuke Saito, Yukiko Watanabe, Ayuko Morita, Hazuki Mizukawa, Shinsuke Tanabe, Kei Nomiyama, Terutake Hayashi, Mayumi Ishizuka
  • 学会等名: The 3rd Sapporo Summer Seminar for One Health
  • 発表場所: 北海道札幌市、北海道大学獣医学研究科
  • 年月日: 2015-09-16
  • 国際学会
• [学会発表] Lead poisoning and source identification in raptors from Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Ishii, Shouta M.M. Nakayama, Yoshinori Ikenaka, Hazuki Mizukawa, John Yabe, Yared B. Yohanness, Hokuto Nakata, Keisuke Saito, Yukiko Watanabe, Shinsuke Tanabe, Kei Nomiyama, Terutake Hayashi, Yasushi Masuda, Kentaro Q. Sakamoto, Mayumi Ishizuka
  • 学会等名: Vth International Wildlife Management Congress
  • 発表場所: 北海道札幌市、札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2015-07-26
  • 国際学会
• [学会発表] 猛禽類における鉛中毒問題と骨における鉛分布の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石井千尋、中山翔太、池中良徳、水川葉月、中田北斗、森田鮎子、齊藤慶輔、渡邊有希子、神和夫、田辺信介、野見山桂、林光武、増田泰、坂本健太郎、石塚真由美
  • 学会等名: 第24回環境化学討論会
  • 発表場所: 北海道札幌市、札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2015-06-24
• [備考] 北海道大学獣医学研究院毒性学教室ホームページ
  • URL: http://tox.vetmed.hokudai.ac.jp/category/research
• [備考] 北海道大学 獣医学研究院 毒性学教室 ホームページ「現在進行中の研究」
  • URL: http://tox.vetmed.hokudai.ac.jp/category/research
• [備考] 北海道大学獣医学研究科 毒性学教室
  • URL: http://tox.vetmed.hokudai.ac.jp/
• [備考] 北海道大学大学院獣医学研究科 毒性学教室 Facebook
  • URL: https://www.facebook.com/tox.vetmed.hokudai