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野生齧歯類における殺鼠剤抵抗性獲得機序の包括的な解明と新規殺鼠剤開発への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17J05808
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 獣医学
研究機関北海道大学

研究代表者

武田 一貴  北海道大学, 大学院獣医学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2019年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード殺鼠剤 / ワルファリン / ビタミンK / ビタミンKエポキシド還元酵素 / 薬物代謝 / シトクロムP450 / ペントースリン酸経路 / ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸 / 野生動物 / 毒性 / 感受性評価 / 殺鼠剤抵抗性 / オオコウモリ / 齧歯類 / 化学物質抵抗性 / NADPH / 電子伝達系 / 野生齧歯類
研究実績の概要

野生齧歯類はハンタウイルス等種々の人獣共通感染症を媒介するためワルファリンなど殺鼠剤での駆除が行われてきた。しかしこれに抵抗性を示す個体群が世界各地に出現し駆除困難である。この原因として抵抗性メカニズムの全貌が不透明な事が挙げられる。当該研究では抵抗性齧歯類に対しても有効となり得る新規殺鼠剤の開発を目指し、東京の抵抗性齧歯類を継代したクローズドコロニーを用い抵抗性分子メカニズムを解析した。
殺鼠剤標的分子ビタミンKエポキシド還元酵素(VKOR)に対して酵素速度論的解析及びin silicoでの結合シミュレーションを実施し、抵抗性への影響が不透明であった結合ポケット外の変異も間接的に結合サイトと殺鼠剤の親和性を低下する事を示した。また、本変異によりVKORの還元活性自体が顕著に低下する事が判明した。
加えて、本抵抗性群は解糖系の側路であるペントースリン酸経路におけるニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸(NADPH)産生能が高い事が判明した。NADPHは薬物代謝酵素シトクロムP450等の電子供与体として機能する。本抵抗性群では高NADPH産生能により肝臓でのP450による殺鼠剤解毒能が向上しているという新規メカニズムを有している事が示唆される結果が得られた。
以上、本研究から殺鼠剤抵抗性には標的分子VKORの変異に加え、ペントースリン酸経路やシトクロムP450といった複合的な要素が関与する事が明らかとなり、以上の要素を標的とする新規殺鼠剤への応用などが期待される。
また、殺鼠剤散布の野生動物への影響を評価するため小笠原諸島の野生動物の殺鼠剤感受性評価を行った。アオウミガメは殺鼠剤の体内半減期が長く蓄積性が高い傾向があった。一方フルーツバットは殺鼠剤の代謝能が高いなど感受性には大きな動物種差が存在する事が示唆され、実験動物に加え動物種横断的な評価が求められる結果となった。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 10件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Comparison of two reducing agents dithiothreitol and tris(3-hydroxypropyl)phosphine for in vitro kinetic assay of vitamin K epoxide reductase.2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Takeda, Ayuko Morita, Yoshinori Ikenaka, Shouta M.M.Nakayama, Mayumi Ishizuka.
    • 雑誌名

      Veterinary and Animal Science.

      巻: 9 ページ: 100095-100095

    • DOI

      10.1016/j.vas.2020.100095

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Investigation of hepatic warfarin metabolism activity in rodenticide-resistant black rats ( Rattus rattus ) in Tokyo by in situ liver perfusion2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Takeda, Yoshinori Ikenaka, Kazuyuki D.Tanaka, Shouta M.M .Nakayama, Tsutomu Tanikawa, Hazuki Mizukawa, Mayumi Ishizuka
    • 雑誌名

      Pesticide Biochemistry and Physiology

      巻: in press ページ: 42-49

    • DOI

      10.1016/j.pestbp.2018.03.018

    • NAID

      120006636185

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of xenobiotic metabolism in phase I oxidation and phase II conjugation between rats and bird species2018

    • 著者名/発表者名
      Saengtienchai A, Ikenaka Y, Kawata M, Kawai Y, Takeda K, Kondo T, Bortey-Sam N, Nakayama S.M.M, Mizukawa H, Ishizuka M.
    • 雑誌名

      CBP

      巻: 214 ページ: 28-35

    • DOI

      10.1016/j.cbpc.2018.08.007

    • NAID

      120006769940

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] , Investigation of hepatic warfarin metabolism activity in rodenticide-resistant black rats (Rattus rattus) in Tokyo by in situ liver perfusion2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki TAKEDA, Yoshinori IKENAKA, Kazuyuki D. TANAKA, Shouta M.M. NAKAYAMA, Tsutomu TANIKAWA, Hazuki MIZUKAWA, Mayumi ISHIZUKA
    • 雑誌名

      , Pesticide Biochemistry & Physiology

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Sensitivity of turtles to anticoagulant rodenticides: in vivo and in vitro sensitivity evaluation in green sea turtles (Chelonia mydas mydas) in the Ogasawara Islands.2020

    • 著者名/発表者名
      Shouta MM Nakayama, Yoshiya Yamamura, Kazuki Takeda, Yusuke Kawai, Ayuko Morita, Yoshinori Ikenaka, Noriyuki Komatsu, Chiho Kezuka, Mari Taniguchi, Chiyo Kitayama, Satomi Kondo, Mayumi Ishizuka.
    • 学会等名
      International Symposium on Chemical Hazard in Wildlife. 5th February 2020. Hokkaido University
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pharmacokinetics/dynamics analysis of anticoagulant rodenticides with Egyptian fruit bats (Rousettus aegyptiacus)2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Takeda, Kosuke Manago, Shouta MM Nakayama, Ayuko Morita,Yoshinori Ikenaka, and Mayumi Ishizuka
    • 学会等名
      International Symposium on Chemical Hazard in Wildlife. 5th February 2020. Hokkaido University
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of mechanism of rodenticide resistance with closed colonies of rodenticide resistant rats from Tokyo2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Takeda, Yoshinori Ikenaka, Kazuyuki D. Tanaka, Shouta M.M. Nakayama, Tsutomu Tanikawa and Mayumi Ishizuka
    • 学会等名
      the 15th International Congress of Toxicology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 「基質結合部位からも活性残基からも離れたアミノ酸変異はどのように殺鼠剤抵抗性に寄与するのか?」ドッキングシミュレーション・分子動力学シミュレーションによるビタミンKエポキシド還元酵素の解析2019

    • 著者名/発表者名
      武田一貴、池中良徳、フルシュデニス、田中和之、中山翔太、谷川力、トリキドハ、シンハオリー、石塚真由美
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 東京都小笠原諸島における殺鼠剤散布のアオウミガメへのリスク評価2019

    • 著者名/発表者名
      山村快哉、武田一貴、中山翔太、川合佑典、森田鮎子、小松謙之、北山知代、近藤理美、池中良徳、石塚真由美
    • 学会等名
      第25回日本野生動物医学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 抗凝血系殺鼠剤が小笠原諸島在来固有種に与える影響の評価2019

    • 著者名/発表者名
      真砂皓大、武田 一貴、中山 翔太、森田 鮎子、池中 良徳、石塚 真由美
    • 学会等名
      第25回 日本環境毒性学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 単回投与試験によるコウモリの抗凝血系殺鼠剤リスクアセスメントの実施2019

    • 著者名/発表者名
      真砂皓大、武田 一貴、中山 翔太、森田 鮎子、池中 良徳、石塚 真由美
    • 学会等名
      第25回 日本環境毒性学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] In Vivo Pharmacokinetic/pharmacodynamic analysis of first generation anticoagulant rodenticide warfarin with Egyptian fruit bats ( Rousettus aegyptiacus ) for risk assessment of Bonin fruit bats Pteropus pselaphon2019

    • 著者名/発表者名
      Shouta M.M. Nakayama, Kosuke Manago, Kazuki Takeda, Ayuko Morita, Yoshinori Ikenaka, Mayumi Ishizuka
    • 学会等名
      第28回環境化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] In vivo analysis of rodenticides with Egyptian fruit bats2019

    • 著者名/発表者名
      suke MANAGO, Kazuki TAKEDA, Shouta MM NAKAYAMA, Ayuko MORITA, Yoshinori IKENAKA, Mayumi ISHIZUKA
    • 学会等名
      The 7th Sapporo Summer Symposium for One Health (7th SaSSOH)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pharmacokinetic/pharmacodynamic analysis of first-generation anticoagulant rodenticide warfarin with Egyptian fruit bats (Rousettus aegyptiacus)2019

    • 著者名/発表者名
      Shouta MM NAKAYAMA, Kosuke MANAGO, Kazuki TAKEDA, Ayuko MORITA, Yoshinori IKENAKA, Mayumi ISHIZUKA
    • 学会等名
      SETAC North America 40th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pharmacokinetic/pharmacodynamic analysis of first-generation anticoagulant rodenticide warfarin with Egyptian fruit bats (Rousettus aegyptiacus) for risk assessment of Bonin fruit bats (Pteropus pselaphon)2019

    • 著者名/発表者名
      Ayuko Morita, Kazuki Takeda, Kosuke Manago, Shouta M.M. Nakayama, Yusuke Kawai, Yoshinori Ikenaka, Mayumi Ishizuka
    • 学会等名
      the 1st Chemical Hazard Symposium in Hokkaido
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison of two reducing agent dithiothreitol and tris(3-hydroxypropyl)phosphine for in vitro assay of vitamin K epoxide reductase (VKOR)2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Takeda, Ayuko Morita, Yoshinori Ikenaka, Shouta MM Nakayama, Mayumi Ishizuka
    • 学会等名
      the 1st Chemical Hazard Symposium in Hokkaido
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] HPLC-APCI-MSを用いたビタミンKの網羅的検出とin vitroビタミンKエポキシド還元酵素活性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      武田一貴 池中良徳 田中和之 中山翔太 谷川力 石塚真由美
    • 学会等名
      第27回環境化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] スーパーラットは何が「スーパー」なのか? ~東京の殺鼠剤抵抗性クマネズミにおける抵抗性獲得機序の探索~2018

    • 著者名/発表者名
      武田一貴 池中良徳 田中和之 中山翔太 谷川力 石塚真由美
    • 学会等名
      第45回日本毒性学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Assessment of vitamin K epoxide reductase by in vitro kinetic analysis & in silico docking simulation for evaluation of rodenticide sensitivity2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Takeda, Yoshinori Ikenaka, Kazuyuki D Tanaka, Shouta MM Nakayama, Tsutomu Tanikawa, Mayumi Ishizuka
    • 学会等名
      The 6th SaSSOH
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 東京の殺鼠剤抵抗性ラットにおける殺鼠剤代謝能の解明2018

    • 著者名/発表者名
      武田一貴 池中良徳 田中和之 中山翔太 谷川力 石塚真由美
    • 学会等名
      2018年度内外環境応答・代謝酵素研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ”スーパーラットは何が「スーパー」?東京の殺鼠剤抵抗性ラットにおける抵抗性獲得機序の解析”2018

    • 著者名/発表者名
      武田一貴 池中良徳 田中和之 中山翔太 谷川力 石塚真由美
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] スーパーラットは高NADPH産生能を持つ~東京の殺鼠剤抵抗性ラットにおける抵抗性獲得機序の解明~2018

    • 著者名/発表者名
      武田一貴、池中良徳、田中和之、谷川力、中山翔太、水川葉月、石塚真由美
    • 学会等名
      第3回北大・部局横断シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] : Society of Toxicology’s 57th Annual Meeting and ToxExpo, Novel Mechanism of Rodenticide (warfarin) Resistance of Wild Rats in Tokyo ~ Enhanced Pentose Phosphate Pathway Causes Rapid Metabolism of Warfarin ~2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Takeda, Yoshinori Ikenaka, Tsutomu Tanikawa, Kazuyuki D. Tanaka, Shouta M.M. Nakayama, Hazuki Mizukawa, Mayumi Ishizuka
    • 学会等名
      Society of Toxicology’s 57th Annual Meeting and ToxExpo
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In situ肝灌流試験によるワルファリン抵抗性クマネズミでのワルファリン代謝能の解明2017

    • 著者名/発表者名
      武田一貴、池中良徳、田中和之、谷川力、中山翔太、水川葉月、石塚真由美
    • 学会等名
      第26回環境化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 肝灌流試験、in vitro酵素活性試験による東京由来ワルファリン抵抗性クマネズミのワルファリン代謝能の解明2017

    • 著者名/発表者名
      武田一貴、池中良徳、田中和之、谷川力、中山翔太、水川葉月、石塚真由美
    • 学会等名
      第44回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 東京由来殺鼠剤抵抗性ラットを用いた新規抵抗性獲得機序の解明~ペントースリン酸経路の亢進による殺鼠剤代謝能の活性化~2017

    • 著者名/発表者名
      武田一貴、池中良徳、田中和之、谷川力、中山翔太、水川葉月、石塚真由美
    • 学会等名
      第160回日本獣医学会学術年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 東京のワルファリン抵抗性ラットの抵抗性獲得機序の解明:ペントースリン酸経路の亢進を通したワルファリン代謝の活性化2017

    • 著者名/発表者名
      武田一貴、池中良徳、田中和之、谷川力、中山翔太、水川葉月、石塚真由美
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Novel investigation of mechanism of rodenticide resistance ~enhanced pentose phosphate pathway causes rapid metabolism of warfarin~2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Takeda, Yoshinori Ikenaka, Tsutomu Tanikawa, Kazuyuki D. Tanaka, Shouta M.M. Nakayama, Hazuki Mizukawa, Mayumi Ishizuka
    • 学会等名
      The 5th Sapporo Summer Seminar for One Health (SaSSOH)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 衛生動物の事典2020

    • 著者名/発表者名
      津田 良夫、安居院 宣昭、谷川 力、夏秋優、林利彦、平林公男、山内健生、武田一貴、池中良徳
    • 総ページ数
      440
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254640489
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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