2018 年度実施状況報告書

ダイオキシンによる低育児体質の世代継承と機構：プロラクチン低下に着目した解析

研究課題

研究課題/領域番号	17K15491
研究機関	独立行政法人労働者健康安全機構日本バイオアッセイ研究センター(試験管理部、病理検査部)
研究代表者	武田知起独立行政法人労働者健康安全機構日本バイオアッセイ研究センター(試験管理部、病理検査部), その他部局等, 研究員 (60596831)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	プロラクチン / 脳下垂体 / ダイオキシン / 育児行動 / 母乳 / 発育障害 / 世代継承
研究実績の概要	平成29年度では、妊娠期ラットへのダイオキシン曝露によって育児期に起こる脳下垂体プロラクチンレベルの低下に繋がる原因遺伝子を探索するため、DNAマイクロアレイにより変動遺伝子を網羅的に解析した。その結果、ダイオキシン曝露によって細胞増殖・細胞周期関連遺伝子群に影響が観察された。本結果に基づき、平成30年度はまず、影響が見られた増殖関連遺伝子の定量解析を行った。種々の実験の結果、プロラクチン産生細胞の増殖を抑制する transforming growth factor (TGF) の遺伝子発現が、妊娠期にダイオキシン曝露を受けた母ラットでは育児期に上昇することがわかった。同様の変動は、血中レベルでも観察されたが、妊娠期には見られず育児期に感受性が高いと推定された。一方、プロラクチン産生細胞の増殖を促進するエストラジオールレベルは変化を認めなかった。この増殖抑制因子の過剰状態は、育児期ラットに起こるプロラクチン産生細胞数の減少ならびに脳下垂体重量の低下と符合した。また、別の脳下垂体ホルモンである成長ホルモンおよび黄体形成ホルモンの産生細胞数には変化は見られず、TGFレベルの上昇によってプロラクチン産生細胞の増殖が選択的に抑制される可能性が考えられた。さらに、プロラクチンレベルの低下と関連する栄養成分を探索するため、ダイオキシン曝露母ラットの脳下垂体を用いてメタボロミクスを行った。その結果、プロラクチン分泌を促進するホルモンであるメラトニンや神経伝達物質である GABA・グルタミン酸の減少を示唆する結果が得られた。以上のように、ダイオキシンは育児母の脳下垂体においてTGFやメタボロームに影響を及ぼすことで、プロラクチン産生細胞数を選択的に減少させ、プロラクチンレベルの低下、ひいては育児行動や母乳量の減少などへと至る一連の可能性が見出された。
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29-30年度の2年間の研究によって、ダイオキシンの妊娠期曝露によって生じる育児期の母ラットにおけるプロラクチンレベルの低下が、育児行動を抑制することで雌雄児の低体重や学習記憶能力低下に一定の寄与を持つことを明らかにした。加えて、育児母では射乳量の低下や母乳成分のかく乱が起こる可能性も見出した。また、育児行動とプロラクチンレベルへの影響は、雌児やその児世代にも続く傾向が確認され、世代を越えて継承される可能性を見出した。加えて、ダイオキシン依存的な育児母体のプロラクチンレベルの低下に関連しうる要因として、プロラクチン細胞に作用して増殖を抑制する因子である transforming growth factor の遺伝子発現誘導と血中レベルでの上昇を発見した。これと符合して、ダイオキシンは育児母ラットにおいて脳下垂体重量の低下のみならず、プロラクチン産生細胞数の選択的な減少を引き起こすことをも確認した。以上のように、当初より計画しているプロラクチンレベルの低下の意義やこれが継承する可能性、ならびにプロラクチンレベルの低下に関するメカニズム解析のいずれの研究についても、ある程度まとまった成果が見出されている状況にあり、おおむね順調に進捗しているものと評価できる。最終年度では、TGFを中心としたプロラクチンレベルの低下を規定する候補因子について、さらに細胞レベルでの詳細な解析を予定している。
今後の研究の推進方策	前項で記述した通り、この2年間の研究進捗状況はほぼ順調であり、メカニズム解析に関する研究ではTGFを中心とする標的因子の絞り込みまでが達成できている。これらの知見を基盤として、最終年度の研究では、引き続き本因子に着目し、脳下垂体細胞を用いた細胞レベルでの詳細な解析へと展開させたい。具体的には、TGFおよび阻害剤を細胞に処理したのちに培養を継続し、細胞生存率に与える影響を観察すると共に、フローサイトメトリ―解析を行うことでプロラクチン産生細胞数が選択的に減少するか否かを検証する。
次年度使用額が生じた理由	ほぼ予定通りに執行し、ほぼ予算内での支出がなされた。年度の後半において、試薬を節約することによってわずかに残額が生じた。この残額については、次年度に使用する試薬・消耗品代の一部として充当予定である。