未分化胚細胞と器官原基の培養法を用いた哺乳類形態形成に関する動物実験代替法の開発

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05557002
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 塩田 浩平 京都大学, 医学部, 教授 (80109529)
• 研究分担者: 土屋 利江 国立衛生試験所, 部長 ; 石橋 誠 京都大学, 医学部, 助手 (30232341) ; 山本 雅子 麻布大学, 獣医学部, 助教授 (50130901) ; 有嶋 和義 麻布大学, 獣医学部, 助教授 (10124265) ; 森 千里 京都大学, 医学部, 助教授 (90174375)
• キーワード: 胚細胞 / 器官原基 / 器官培養 / 形態形成 / 発生毒性 / マウス胎児 / ヒト胎児 / 動物実験代替

研究概要

1.胎児器官培養法の確立
申請者らが開発したマウス胎児の口蓋と四肢原基の器官培養法について、至適培養条件(培養液、気相、回転数など)を検討し、それを確立した。また、5-fluorouracilとhydroxyureaをモデル物質として用い、胎齢12日と13日のマウス胎児口蓋に対する毒性を調べたところ、13日に比べて12日胎児の口蓋の方が有意に感受性が高く、発生毒性スクリーニングには胎齢12日のマウス胎児を用いるのが適当であると考えられた。更に、in vivo試験で繁用されるラットについても胎児器官の培養法を検討し、胎齢13〜14日のラット胎児器官をマウスに準じて培養する方法をほぼ確立した。
2.発生毒性スクリーニングのためのvalidation study
マウス胎児口蓋培養系の発生毒性スクリーニング系としての有用性を検討するため、約15種類の化学物質を選び、in vitroでの種々の濃度における毒性を調べた。その結果、器官培養系における毒性の強さは、in vivoでの発生毒性の有無やその強さとよく相関しており、また全胚培養法での毒性に近い毒性が示された。この結果から、マウス胎児器官培養系の発生毒性スクリーニング系としての有用性が確認された。
3.四肢奇形発生メカニズムの解析
マウス胎児胚芽を培養し、in vivoで多指を誘発するbromodeoxyuridine(BrdU)を培地に添加したところ、指間部の細胞死が有意に減少した。このことからBrdUは指間のプログラム細胞死を抑制することによって指奇形を起こすことがわかった。胎児器官培養法は各種奇形の形成メカニズムの解明に有用と考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Ukita,K.,Fukui,Y.,Shiota,K.: "Effects of penatal alcohol exposure in mice" Reproductive Toxicology. 7. 273-281 (1993)
• [文献書誌] Ukita,K.,Arishima,K.,Yamamoto,M.,Shiota,K.: "Lack of constrictive effects of cocaine on the fetal ductus arteriosus in the rat" Congenital Anomalies. 33. 143-146 (1993)
• [文献書誌] Mino,Y.,Mizusawa,E.,Shiota,K.: "Effects of anticonvulsant drugs on fetal mouse palates cultured in vitro" Reproductive toxicology. (印刷中). (1994)
• [文献書誌] Mori,C.,Nakamura,N.,Okamoto,Y.,Shiota,K.: "Cytochemical identification of programmed cell death in the fusing fetal mouse palate by specifice labeling of DNA fragmenatior" Anatomy and Embryology. (印刷中). (1994)
• [文献書誌] Takizawa,T.,Arishima,K.,Yamamoto,M.,Shiota,K.: "Inhibitory effect of enalapril on the constriction of the ductus arteriosus in the rat" Journal of Veterinary Science. (印刷中). (1994)
• [文献書誌] 塩田 浩平: "発生毒性試験におけるin vitro試験法とその意義について" 関西実験動物学会雑誌. (印刷中). (1994)