周産期化学物質曝露による脳機能障害の発症機序の解明と障害の予防・抑制法の開発

• 研究課題/領域番号: 20H04339
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分63030:化学物質影響関連
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 宮崎 航 弘前大学, 保健学研究科, 教授 (90512278)
• 研究分担者: 野見山 桂 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 准教授 (30512686) ; 中西 剛 岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (50303988) ; 配島 旭 早稲田大学, 人間科学学術院, 講師(任期付) (70555672)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円); 2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2020年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
• キーワード: エピゲノム / 環境化学物質 / 周産期曝露 / 脳発達 / miRNA / エピジェネティクス / メタボローム

研究開始時の研究の概要

周産期における環境化学物質の曝露が成長後の脳機能・行動に影響を及ぼすことが知られている。これまで、周産期曝露により成長後の脳機能変化を引き起こすメカニズムは不明である。環境化学物質曝露による脳の発育・発達・機能に対する影響を予測・予防するため、曝露時の変化と成長後の変化を結ぶ毒性発現メカニズムの解明が急務である。本研究では、周産期化学物質曝露による脳発達および機能に対する異常の発現機構の解明を目的とし、小脳をモデルに遺伝子発現から表現型の発現に至る過程を発育・発達に沿って包括的に解析する。本研究は、周産期化学物質曝露影響の予測と予防・抑制法の開発につながる必要不可欠な研究である。

研究成果の概要

環境化学物質の周産期曝露が脳発達に影響を及ぼし、成長後に様々な脳機能障害を引き起こすことが知られている。化学物質の周産期曝露は内分泌系や恒常性機能などに影響を及ぼし、神経系細胞の形態形成や機能などに変化を引き起こすことから、このような遺伝子、機能、形態の異常が成長後の脳機能異常に繋がる素因となる可能性が考えられるが、素因がどのように保存され、成長後の異常につながるかは未だ不明な点が多い。本研究では、脳発達、特に小脳における遺伝子発現とエピゲノム変化、miRNAならびに表現型の関連について検証を行い、周産期から維持されるエピゲノム変化が成長後の脳機能障害に繋がる可能性を示唆する結果を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでの環境化学物質の毒性影響に関する研究は、分子、細胞、動物、ヒトを統合的・包括的に行われたものが少ない。本研究では分子レベルの変化から実際の表現型を結びつけた包括的な検証を行い、今後の発展につながる基礎データを得られたことに非常に大きな意義がある。
また、これまでの多くの環境化学物質に関する研究は、毒性影響を見出すことが主な目的となり、発現機構の解明が不十分であることに加え、化学物質曝露による毒性影響を予測・予防・抑制する方策を示すにまで至っていない。本研究のmiRNAやメタボロームの解析、行動解析の結果が毒性影響の予防・抑制のための新たな評価法の開発につながる可能性がある。