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環境エストロゲンの低濃度曝露による発達神経毒性とその作用機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ0144
補助金の研究課題番号 21J23513 (2021-2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2021-2022)
応募区分国内
審査区分 小区分63030:化学物質影響関連
研究機関帯広畜産大学

研究代表者

Chen Xing  帯広畜産大学, 畜産学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2023年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード環境エストロゲン / ビスフェノール類 / 発達神経毒性 / ゼブラフィッシュ / 内分泌かく乱 / エストロゲン様作用 / エストロゲン受容体 / 循環障害 / 行動解析 / 環境化学物質 / 抗アンドロゲン様作用 / 農薬
研究開始時の研究の概要

ビスフェノールA(BPA)など一部の環境エストロゲンは、低用量で中枢神経系に作用し児動物の行動を撹乱するという報告がある。最近では、増加する子どもの発達障害と環境エストロゲン曝露の関係性を示唆する疫学知見も増えてきている。本研究の計画は、ゼブラフィッシュ胚をモデルとして、多様な環境エストロゲンが低用量で発達神経毒性を誘発するか検証すること、及び毒性が認められた化合物についてはその作用機序を解析することである。本研究により、低用量の環境エストロゲンが誘発する発達神経毒性について、分子・細胞・組織・個体レベルの各階層で重要な事象を抽出し、有害性に至る経路を明らかにすることを目指す。

研究実績の概要

令和5年度は主に以下の成果を得た。
(1)ゼブラフィッシュ胚に5種のビスフェノール類をそれぞれ曝露し遊泳行動を評価した。曝露は受精後4時間(hpf)に開始し、120 hpfにおいて10分間の明期を4サイクル(連続明期試験)、その後10分間の暗期と10分間の明期を交互に3サイクル(明暗切替試験)行い、行動解析を実施した。評価項目は、連続明期試験における総遊泳距離(TSDL1)、明暗切替試験における明期での総遊泳距離(TSDL2)、暗期での総遊泳距離(TSDD)、および暗期での接触走性 thigmotaxis(T)とした。試験したほとんどの化合物は各パラメーターにわずかに影響を与えたが、BPAFの影響は統計学的に有意であった。詳細には、BPAFは3uMで稚魚のTSDL1、TSDL2、TSDDおよびTをいずれも有意に増加させるとともに、濃度依存的な増加傾向も示した。このことから、BPAよりもエストロゲン活性の高いBPAFにおいて稚魚の過活動と不安様行動が示唆された。
(2)エストロゲン受容体(ER)の標的遺伝子であるCYP19A1bを指標として、17β-エストラジオール(E2)誘導性のCYP19A1b発現に対する阻害効果を測定することにより、ビスフェノール類の抗エストロゲン性を評価した。BPAF、BPA、BPF、BPB、BP C2およびBis-MPは、E2誘導性のCYP19A1b発現を抑制したことから抗エストロゲン作用が示唆された。次いで、インシリコ解析によりゼブラフィッシュERサブタイプのアンタゴニスト様式のホモロジーモデルを構築し、各化合物とのドッキングシミュレーションを行った。その結果、ビスフェノール類のERに対するアンタゴニスト様式の結合特性は、昨年度までに明らかにしたアゴニスト様式の結合特性と異なり、このことはERβ2で顕著であった。したがって、ビスフェノール類のアゴニスト活性とアンタゴニスト活性の区別にERβ2が関与している可能性が示唆された。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Assessment of developmental toxicity and the potential mode of action underlying single and binary exposure to estrogenic endocrine disrupting chemicals in zebrafish (Danio rerio)2024

    • 著者名/発表者名
      Ahmed Rehab Youssef Salama, Tanoue Rumi, Chen Xing, Kawai Yusuke K., Kubota Akira
    • 雑誌名

      Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology

      巻: 277 ページ: 109821-109821

    • DOI

      10.1016/j.cbpc.2023.109821

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] fficient in vivo and in silico assessments of antiandrogenic potential in zebrafish2023

    • 著者名/発表者名
      Xing Chen, Masashi Hirano, Hiroshi Ishibashi, Jae Seung Lee, Yusuke K Kawai, Akira Kubota
    • 雑誌名

      Comparative Biochemistry and Physiology Part C

      巻: 264 ページ: 109513-109513

    • DOI

      10.1016/j.cbpc.2022.109513

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vivo and in silico assessments of estrogenic potencies of bisphenol A and its analogs in zebrafish (Danio rerio): Validity of in silico approaches to predict in vivo effects2023

    • 著者名/発表者名
      Kubota Akira、Hirano Masashi、Yoshinouchi Yuka、Chen Xing、Nakamura Michiko、Wakayama Yumi、Lee Jae Seung、Nakata Haruhiko、Iwata Hisato、Kawai Yusuke K.
    • 雑誌名

      Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology

      巻: 269 ページ: 109619-109619

    • DOI

      10.1016/j.cbpc.2023.109619

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] In vivo and in silico assessments of anti-androgenic and anti-estrogenic potentials of BPA and its analogs using zebrafish2023

    • 著者名/発表者名
      Xing Chen, Masashi Hirano, Yusuke Kawai, Akira Kubota
    • 学会等名
      SETAC North America 44th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In vivo and in silico assessment of antiandrogenic potentials for environmental chemicals using zebrafish2023

    • 著者名/発表者名
      Chen, X., Hirano, M., Ishibashi, H., Lee, J.S., Kawai, Y.K. and Kubota, A.
    • 学会等名
      SOT 62nd Annual Meeting & ToxExpo
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In vivo and in silico assessment of anti-androgenic potentials for environmental chemicals using zebrafish2022

    • 著者名/発表者名
      Chen, X., Hirano, M., Kawai, Y.K. and Kubota, A.
    • 学会等名
      Joint Conference on Environmental Chemicals
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Mechanistic investigation on distinct estrogenic and developmental responses to bisphenol analogues in zebrafish embryos.2022

    • 著者名/発表者名
      Chen, X., Lee, J.S., Kawai, Y.K., Kubota, A.
    • 学会等名
      The 49th Annual Meeting of the Japanese Society of Toxicology
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Estrogenic potency and developmental toxicity of BPA and its alternatives in zebrafish embryos2022

    • 著者名/発表者名
      Xing Chen, Yusuke K Kawai, Akira Kubota
    • 学会等名
      5th Chemical Hazard Symposium in Online
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Establishment of evaluation method for anti-androgenic potency of environmental chemicals using zebrafish2021

    • 著者名/発表者名
      Xing Chen, Yusuke K Kawai, Masashi Hirano, Akira Kubota
    • 学会等名
      令和3年度 日本環境毒性学会オンライン研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-12-25  

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