複合環境因子の発がん性予知のためのヒ遺伝子損傷解析法の開発

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06557028
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 川西 正祐 京都大学, 医学部, 講師 (10025637)
• キーワード: 環境因子 / 複合作用 / 金属イオン / DNA損傷 / トリプトファン代謝物 / ペンタクロロフェノール / 過酸化水素 / NADH

研究概要

実際のヒト集団では複数の発がん物質の長期微量曝露によってがんが発生すると考えられる。これまで、我々は環境因子の複合作用の中でも、特に重金属および紫外線の役割に注目し、これらによって生じる酸化的ストレスによりDNA損傷が起こることを明らかにしてきた。我々は特に発がん性有機化合物のうちAmes試験で変異原性が証明されていない物質に注目し,金属イオンとの複合作用によるDNA損傷機構について検討した。本年度はトリプトファン代謝物の一つである3-ヒドロキシルアントラニル酸、ペンタクロロフェノールおよびその代謝物を選び、DNA分子レベルおよび細胞レベルでヒト遺伝子損傷を検討した。細胞レベルでのヒト遺伝子損傷はパルスフィールドゲル電気泳動を行ない測定した。その結果、カフェー酸と同様にトリプトファン代謝物(3-ヒドロキシルアントラニル酸)はマンガン(II)との相互作用により活性酸素を生成してDNA損傷を起こすと考えられた。ペンタクロロフェノールの代謝物であるテトラクロロハイドロキノンはこれまで検討してきたAmesテスト陰性の発がん物質と同様に銅(II)によって自動酸化が促進され過酸化水素(H2O2)を生成し、このH2O2が遷移金属により活性化されDNA損傷をもたらすことが判明した。また、ペンタクロロフェノール、ベンゼン、オルトフェニルフェノールのベンゾキノン代謝物は銅(II)存在下で非酵素的にNADHのみでセミキノンラジカルに還元され,再度酸化されてH2O2を生成する。この過程を繰り返してDNAを損傷する機構が示唆された。このようにAmesテスト陰性の発がん物質には金属イオン存在下H2O2を介してDNA損傷をもたらす場合が多いことが推定される。

研究成果

• [文献書誌] S.Naito: "Role of active oxygen species in DNA damage by pentachlorophenol metabolites." Mutation Research. 310. 79-88 (1994)
• [文献書誌] H.Sugiyama: "Chemistry of thermal degradation of a basic sites in DNA.Mechanistic investigation on thermal DNA strand cleavage of alkylated DNA." Chemical Research in Toxicology. 7. 673-683 (1994)
• [文献書誌] S.Kawanishi: "The role of active oxygen speciesin DNA damage induced by carcinogenic metal compounks" Environmental Health Perspectives. 102. 17-20 (1994)
• [文献書誌] 川西正祐: "金属化合物の発がん性と発がん機構" 環境保全. 9. 39-47 (1994)
• [文献書誌] Y.Hiraku: "Metal-mediated oxidative damage to cellular and isolated DNA by certain tryptophan metabolites." Carcinogenesis. (in press).
• [文献書誌] 平工雄介: "金属と発がん性有機化合物との相互作用による酸化的DNA損傷" 環境変異原研究. (印刷中).
• [文献書誌] S.Kawanishi: "Handbook of Experimental Pharmacology.“Toxicology of Metals-Biochemical Aspects"" Springer, 33 (1994)
• [文献書誌] S.Kawanishi: "Metal and Genetics" Marcel Dekker Inc,.New York, 21 (1995)