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2016 年度 実施状況報告書

有機ヒ素化合物による小脳症状とグリア細胞:脳内ヒ素代謝とグルタチオン制御の破綻

研究課題

研究課題/領域番号 16K00564
研究機関名城大学

研究代表者

根岸 隆之  名城大学, 薬学部, 助教 (80453489)

研究分担者 小林 弥生  国立研究開発法人国立環境研究所, 環境リスク・健康研究センター, 主任研究員 (00391102)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード有機ヒ素化合物 / アストロサイト / 神経症状 / 小脳 / グルタチオン
研究実績の概要

本研究では「有機ヒ素化合物による小脳症状とグリア細胞:脳内ヒ素代謝とグルタチオン制御の破綻」と題して、茨城県の井戸水ヒ素汚染事故の主因物質であるジフェニルアルシン酸(DPAA)が引き起こす小脳症状の発症メカニズムの解明を目指している。初年度である平成28年度は、まずin vitro評価系としてDPAAによる培養ラット小脳アストロサイトの活性化とグルタチオンの関係を評価した。培養ラット小脳アストロサイトはDPAAにより過剰にグルタチオンを産生し、かつそれを細胞外に放出することを確認した。つづいて、96時間培養したのちの培養液中と培養細胞中のDPAAの濃度を測定したところ、DPAAは細胞中に蓄積し培養液よりも桁違いに高濃度でばく露していると予想された。つづいて、あらかじめ細胞外に多量のグルタチオンを添加しておくと、DPAAの影響はわずかではあるが減弱する事、グルタチオン合成を促すと考えられるN-アセチルシステインはDPAAの影響発現をほぼ完全に遮断し得ること、グルタチオン合成酵素阻害剤(BSO)により細胞内グルタチオンを枯渇させた場合も同様にDPAAの影響は減弱することがあきらかとなった。また、細胞内のグルタチオンを操作するために、グルタチオン合成酵素のひとつであるγ-グルタミルシステイン合成酵素(GCLC)をsiRNAによりノックダウンを行いその影響を評価している。さらに、ヒ素化合物中毒の解毒剤である、BALやDMSAなどのDPAAによるアストロサイトの異常活性化に対する効果を検証した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成28年度はまず系の立ち上げとして培養細胞を用いた研究を主軸として、研究計画通りの実験を展開することができ、細胞内外のグルタチオンがDPAAの影響発現に重要な役割を果たしている確証が得られた。

今後の研究の推進方策

平成28年度の実績を踏まえ、平成29年度以降は培養アストロサイトにおけるDPAAの化学形態を是非明らかにしたい。また、生体ラットへのDPAAばく露とその影響の評価・解析に着手したい。

次年度使用額が生じた理由

平成28年度の後半に動物(ラット)を用いたばく露実験を計画していたが、研究進捗の都合により優先すべき評価項目を変更し予定していた動物実験を次年度にまわすことにしたため、次年度使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

平成29年度に当該動物実験を行う予定であり、実験遂行具合に応じて然るべく動物・試薬等の消耗品費として使用する。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Dysregulation of MAP Kinase Signaling Pathways Including p38MAPK, SAPK/JNK, and ERK1/2 in Cultured Rat Cerebellar Astrocytes Exposed to Diphenylarsinic Acid.2017

    • 著者名/発表者名
      Negishi T, Matsumoto M, Kobayashi Y, Kojima M, Sakaguchi F, Takahata K, Kanehira T, Arakaki R, Aoyama Y, Yoshida H, Yamada R, Sumiyoshi N, Tashiro T, Hirano S, Yoshida K, Yukawa K.
    • 雑誌名

      Toxicol. Sci.

      巻: 156 ページ: 509-19

    • DOI

      10.1093/toxsci/kfx012

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Impairment of synaptic development in the hippocampus of diabetic Goto-Kakizaki rats.2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Matsunaga, Takayuki Negishi, Akinori Hatakeyama, Yuta Kawagoe, Erika Sawano, Tomoko Tashiro
    • 雑誌名

      Int. J. Dev. Neurosci.

      巻: 53 ページ: 58-67

    • DOI

      10.1016/j.ijdevneu.2016.07.004

    • 査読あり
  • [学会発表] ジフェニルアルシン酸によるグリア細胞特異的細胞増殖亢進作用2017

    • 著者名/発表者名
      根岸 隆之、松本 真実、山田 怜奈、石田 貴啓、住吉 信尚、小岩 優美子、金 俊孝、佐々木 翔斗、髙木 梓弓、柴田 朋香、大石 悠稀、吉田 謙二、湯川 和典
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2017-07-22
  • [学会発表] ラット小脳由来アストロサイトのジフェニルアルシン酸、フェニルメチルアルシン酸、およびジメチルアルシン酸による異常活性化における構造毒性相関2017

    • 著者名/発表者名
      根岸 隆之、松本 真実、小岩 優美子、石田 貴啓、住吉 信尚、山田 怜奈、金 俊孝、佐々木 翔斗、髙木 梓弓、柴田 朋香、大石 悠稀、吉田 謙二、湯川 和典
    • 学会等名
      第44回日本毒性学会学術年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2017-07-12
  • [学会発表] 小脳由来培養アストロサイトにおけるジフェニルアルシン酸によるMAPキナーゼの活性化2016

    • 著者名/発表者名
      根岸隆之、松本真実、浅井椋大、阪口文香、高畑和明、金平朋子、小嶋幹也、青山洋平、新垣梨奈、吉田 光、田代朋子、平野靖史郎、吉田謙二、湯川和典
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-07-21
  • [学会発表] ジフェニルアルシン酸によるラット小脳由来アストロサイトの異常活性化とN-アセチル-L-システインの効果2016

    • 著者名/発表者名
      根岸隆之、松本真実、金平朋子、吉田 光、新垣梨奈、青山洋平、浅井椋大、小嶋幹也、阪口文香、高畑和明、田代朋子、平野靖史郎、吉田謙二、湯川和典
    • 学会等名
      第43回日本毒性学会学術年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2016-07-01

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公開日: 2018-01-16  

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