mlAOPコンセプトによる化学物質感受性多様性評価と殺虫剤中毒解明に向けた応用

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H04132
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 池中 良徳 北海道大学, 獣医学研究院, 准教授 (40543509)
• 研究分担者: 星 信彦 神戸大学, 先端融合研究環, 教授 (10209223) ; 川合 佑典 帯広畜産大学, 畜産学部, 助教 (10709546) ; 石塚 真由美 北海道大学, 獣医学研究院, 教授 (50332474) ; 小林 篤史 北海道大学, 獣医学研究院, 准教授 (50431507) ; 久保田 彰 帯広畜産大学, 畜産学部, 准教授 (60432811) ; 水川 葉月 北海道大学, 獣医学研究院, 博士研究員 (60612661) ; 有薗 幸司 熊本県立大学, 環境共生学部, 教授 (70128148) ; 加藤 恵介 東邦大学, 薬学部, 教授 (80276609) ; 宮原 裕一 信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (80311330) ; 市川 剛 獨協医科大学, 医学部, 助教 (80438712) ; 中山 翔太 北海道大学, 獣医学研究院, 助教 (90647629) ; 岡松 優子 北海道大学, 獣医学研究院, 准教授 (90527178)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: mlAOPコンセプト / ネオニコチノイド / 発達神経毒性試験 / 化学物質感受性決定帰国

研究実績の概要

本年度は研究実施計画通り、以下の項目について、実施した。
・mlAOPの基礎データ取得に向けた、げっ歯類およびゼブラフィッシュを用いた各種行動試験の実施：個体レベルでの評価として、様々な系統及び種の動物でオープンフィールドテストや高架式十字迷路等の行動試験を実施した。特にゼブラフィッシュは行動試験を実施するための基盤設備を整備した。また、同時に各系統について胎児への移行量を含む、ADME（吸収・分布・代謝・排泄）を求め、基本的なToxico Kinetics/Dynamics を明らかにした。
・組織レベルでの評価のための、イメージング解析を実施：組織レベルでの評価として、特にイメージング技術を駆使して実施した。特に超高分解能質量顕微鏡（MALDI-FT-ICR-MS 型;Bruker Solarix XR）によるネオニコチノイドおよびその代謝産物の組織分布のイメージング解析を試みたが、未だ検出に至っていない。対象化学物質の検出のための、各種条件検討が必要である。
・細胞・分子レベルでの評価：SH-SY5Y細胞をモデル神経細胞として用い、細胞増殖パラメーターなどの各種項目についてデータを取得した。また、マイクロアレイを実施し、投与により変動する遺伝子群を明らかにした。また、標的分子のリン酸化状態についても解析を実施した。
・ヒト尿試料を用いたバイオモニタリング：ボランティアを募り、一般市民延べ約1000人から尿試料の採取を実施し、尿中のネオニコチノイド濃度を測定した。その結果、日本人は新生児から曝露を受けている事、その摂取源は飲食物である事が明らかになった。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初計画通り、mlAOPの基礎データ取得のための基盤データを取得するための基盤設備を整えることが出来た。それを用い、データを得ることが可能となり、既に3本の論文が受理・掲載され、1本は査読中である。また、関連論文も既に受理・掲載されている。

今後の研究の推進方策

mlAOPの基盤データ取得のため、本年度に引き続き
１：げっ歯類およびゼブラフィッシュを用いた各種行動試験、２：組織レベルでの評価のための、イメージング解析、３：細胞・分子レベルでの評価、４：ヒト尿試料を用いたバイオモニタリングを実施する予定である。
特に１：in vivo実験では、ネオニコチノイド投与時の脳内ライブイメージングデータを取得予定である。また、４：尿試料を用いたバイオモニタリングでは、母子間移行の実態およびそのメカニズムの解明に注目する予定である。

研究成果

• [国際共同研究] North-West University(南アフリカ)
  • 国名: 南アフリカ
  • 外国機関名: North-West University
• [国際共同研究] Avairo University(ポルトガル)
  • 国名: ポルトガル
  • 外国機関名: Avairo University
• [雑誌論文] Characterization of function and genetic feature of UDP-glucuronosyltransferase in avian species (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawai Yusuke K.、Shinya So、Ikenaka Yoshinori、Saengtienchai Aksorn、Kondo Takamitsu、Darwish Wageh Sobhy、Nakayama Shota M.M.、Mizukawa Hazuki、Ishizuka Mayumi
  • 雑誌名: Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology 巻: 217 ページ: 5～14
  • DOI: 10.1016/j.cbpc.2018.11.001
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The evolution of UDP-glycosyl/glucuronosyltransferase 1E (UGT1E) genes in bird lineages is linked to feeding habits but UGT2 genes is not (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawai Yusuke K.、Ikenaka Yoshinori、Ishizuka Mayumi、Kubota Akira
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 13 ページ: e0205266
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0205266
  • 査読あり
• [雑誌論文] First report on OH-PAHs in South African Clarias gariepinus bile from an urban impacted system (2018)
  • 著者名/発表者名: Pheiffer W、Bortey-Sam N、Ikenaka Y、Nakayama SMM、Mizukawa H、Ishizuka M、Smit NJ、Pieters R
  • 雑誌名: African Journal of Aquatic Science 巻: 43 ページ: 305～312
  • DOI: 10.2989/16085914.2018.1511408
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Investigation of hepatic warfarin metabolism activity in rodenticide-resistant black rats ( Rattus rattus ) in Tokyo by in situ liver perfusion (2018)
  • 著者名/発表者名: Takeda Kazuki、Ikenaka Yoshinori、Tanaka Kazuyuki D.、Nakayama Shouta M.M.、Tanikawa Tsutomu、Mizukawa Hazuki、Ishizuka Mayumi
  • 雑誌名: Pesticide Biochemistry and Physiology 巻: 148 ページ: 42～49
  • DOI: 10.1016/j.pestbp.2018.03.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular and functional characterization of UDP-glucuronosyltransferase 1A in cynomolgus macaques (2018)
  • 著者名/発表者名: Uno Yasuhiro、Takahira Rika、Murayama Norie、Ishii Yu、Ikenaka Yoshinori、Ishizuka Mayumi、Yamazaki Hiroshi、Ikushiro Shinichi
  • 雑誌名: Biochemical Pharmacology 巻: 155 ページ: 172～181
  • DOI: 10.1016/j.bcp.2018.06.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Linking organochlorine exposure to biomarker response patterns in Anurans: a case study of M?ller’s clawed frog (Xenopus muelleri) from a tropical malaria vector control region (2018)
  • 著者名/発表者名: Wolmarans Nico J、Du Preez Louis H、Yohannes Yared Beyene、Ikenaka Yoshinori、Ishizuka Mayumi、Smit Nico J、Wepener Victor
  • 雑誌名: Ecotoxicology 巻: 27 ページ: 1203～1216
  • DOI: 10.1007/s10646-018-1972-y
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Comparison of xenobiotic metabolism in phase I oxidation and phase II conjugation between rats and bird species (2018)
  • 著者名/発表者名: Saengtienchai Aksorn、Ikenaka Yoshinori、Kawata Minami、Kawai Yusuke、Takeda Kazuki、Kondo Takamitsu、Bortey-Sam Nesta、Nakayama Shouta M.M.、Mizukawa Hazuki、Ishizuka Mayumi
  • 雑誌名: Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology 巻: 214 ページ: 28～35
  • DOI: 10.1016/j.cbpc.2018.08.007
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Characterization and imaging of lead distribution in bones of lead-exposed birds by ICP-MS and LA-ICP-MS (2018)
  • 著者名/発表者名: Ishii Chihiro、Nakayama Shouta M.M.、Kataba Andrew、Ikenaka Yoshinori、Saito Keisuke、Watanabe Yukiko、Makino Yoshiki、Matsukawa Takehisa、Kubota Ayano、Yokoyama Kazuhito、Mizukawa Hazuki、Hirata Takafumi、Ishizuka Mayumi
  • 雑誌名: Chemosphere 巻: 212 ページ: 994～1001
  • DOI: 10.1016/j.chemosphere.2018.08.149
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Sex and site differences in urinary excretion of conjugated pyrene metabolites in the West African Shorthorn cattle (2018)
  • 著者名/発表者名: BORTEY-SAM Nesta、IKENAKA Yoshinori、AKOTO Osei、NAKAYAMA Shouta M.M.、MARFO Jemima T.、SAENGTIENCHAI Aksorn、MIZUKAWA Hazuki、ISHIZUKA Mayumi
  • 雑誌名: Journal of Veterinary Medical Science 巻: 80 ページ: 375～381
  • DOI: 10.1292/jvms.17-0410
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Accumulation patterns and risk assessment of metals and metalloid in muscle and offal of free-range chickens, cattle and goat in Benin City, Nigeria (2018)
  • 著者名/発表者名: Ogbomida Emmanuel Temiotan、Nakayama Shouta M.M.、Bortey-Sam Nesta、Oroszlany Balazs、Tongo Isioma、Enuneku Alex Ajeh、Ozekeke Ogbeide、Ainerua Martins Oshioriamhe、Fasipe Iriagbonse Priscillia、Ezemonye Lawrence Ikechukwu、Mizukawa Hazuki、Ikenaka Yoshinori、Ishizuka Mayumi
  • 雑誌名: Ecotoxicology and Environmental Safety 巻: 151 ページ: 98～108
  • DOI: 10.1016/j.ecoenv.2017.12.069
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Association between human exposure to heavy metals/metalloid and occurrences of respiratory diseases, lipid peroxidation and DNA damage in Kumasi, Ghana (2018)
  • 著者名/発表者名: Bortey-Sam Nesta、Ikenaka Yoshinori、Akoto Osei、Nakayama Shouta M.M.、Asante Kwadwo A.、Baidoo Elvis、Obirikorang Christian、Mizukawa Hazuki、Ishizuka Mayumi
  • 雑誌名: Environmental Pollution 巻: 235 ページ: 163～170
  • DOI: 10.1016/j.envpol.2017.12.005
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] “Caddisfly watch,” a biomonitoring program using Stenopsyche larvae to determine radioactive cesium contamination in rivers following the Fukushima nuclear disaster (2018)
  • 著者名/発表者名: Ueno Daisuke、Mizukawa Hazuki、Inanami Osamu、Nagasaka Hiromitsu、Tatsuta Nozomi、Narazaki Yukinori、Fujino Takeshi、Watanabe Izumi、Kameda Yutaka、Nakai Kunihiko
  • 雑誌名: Landscape and Ecological Engineering 巻: 14 ページ: 29～35
  • DOI: 10.1007/s11355-017-0333-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] A glycomics approach to discover novel renal biomarkers in birds by administration of cisplatin and diclofenac to chickens (2018)
  • 著者名/発表者名: Ishii C、Ikenaka Y、Ichii O、Nakayama S M M、Nishimura S-I、Ohashi T、Tanaka M、Mizukawa H、Ishizuka M
  • 雑誌名: Poultry Science 巻: 97 ページ: 1722～1729
  • DOI: 10.3382/ps/pey016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human Health Risk from Consumption of Marine Fish Contaminated with DDT and Its Metabolites in Maputo Bay, Mozambique (2018)
  • 著者名/発表者名: Thompson L. A.、Ikenaka Y.、Yohannes Y. B.、Ichise T.、Ito G.、Bortey-Sam N.、van Vuren J. J.、Wepener V.、Smit N. J.、Darwish W. S.、Nakayama S. M. M.、Mizukawa H.、Ishizuka M.
  • 雑誌名: Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology 巻: 100 ページ: 672～676
  • DOI: 10.1007/s00128-018-2323-7
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Evaluation of mitochondrial redox status and energy metabolism of X-irradiated HeLa cells by LC/UV, LC/MS/MS and ESR (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Kumiko、Ikenaka Yoshinori、Ichise Takahiro、Bo Tomoki、Ishizuka Mayumi、Yasui Hironobu、Hiraoka Wakako、Yamamori Tohru、Inanami Osamu
  • 雑誌名: Free Radical Research 巻: 52 ページ: 648～660
  • DOI: 10.1080/10715762.2018.1460472
  • 査読あり
• [雑誌論文] Occurrence and seasonal variation of equine estrogens, equilin and equilenin, in the river water of Japan: Implication with endocrine-disrupting potentials to Japanese medaka (Oryzias latipes) (2018)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi Hiroshi、Uchida Masaya、Yoshimoto Keisuke、Imamura Yuta、Yamamoto Ryoko、Ikenaka Yoshinori、Kawai Masahito、Ichikawa Nobuhiro、Takao Yuji、Tominaga Nobuaki、Ishibashi Yasuhiro、Arizono Koji
  • 雑誌名: Environmental Pollution 巻: 239 ページ: 281～288
  • DOI: 10.1016/j.envpol.2018.04.029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contamination by neonicotinoid insecticides and their metabolites in Sri Lankan black tea leaves and Japanese green tea leaves (2018)
  • 著者名/発表者名: Ikenaka Yoshinori、Fujioka Kazutoshi、Kawakami Tomonori、Ichise Takahiro、Bortey-Sam Nesta、Nakayama Shouta M.M.、Mizukawa Hazuki、Taira Kumiko、Takahashi Keisuke、Kato Keisuke、Arizono Koji、Ishizuka Mayumi
  • 雑誌名: Toxicology Reports 巻: 5 ページ: 744～749
  • DOI: 10.1016/j.toxrep.2018.06.008
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] EXPOSURES OF CHILDREN TO NEONICOTINOIDS IN PINE WILT DISEASE CONTROL AREAS (2018)
  • 著者名/発表者名: Ikenaka Yoshinori、Miyabara Yuichi、Ichise Takahiro、Nakayama Shouta M.M.、Nimako Collins、Ishizuka Mayumi、Tohyama Chiharu
  • 雑誌名: Environmental Toxicology and Chemistry 巻: 38 ページ: 71～79
  • DOI: 10.1002/etc.4316
  • 査読あり
• [学会発表] Potentiation of High Fat Diet-induced Diabetogenesis by Neonicotinoid Insecticides: Elucidation of the Mechanistic Pathways using In vivo Assays (2019)
  • 著者名/発表者名: Collins NIMAKO, Yoshinori IKENAKA, Yuko OKAMATSU-OGURA, Atushi KOBAYASHI, Shouta M.M. NAKAYAMA, Mayumi ISHIZUKA
  • 学会等名: International CHEMICAL HAZARD Symposium 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Adverse outcome in cognitive emotional behavior of acute exposure to NOAEL neonicotinoid in mouse (2019)
  • 著者名/発表者名: Nobuhiko Hoshi, Tetsushi Hirano, Yoshinori Ikenaka, Shuji Ohno, Kanoko Onaru, Shizuka Kubo, Mizuki Maeda, Yuka Miyata, Kosuke Sugita, Mayumi Ishizuka, Youhei Mantani, Toshifumi Yokoyama
  • 学会等名: International CHEMICAL HAZARD Symposium 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Discovery of the biomarker and toxicity mechanisms related to DDT exposure using wild rat (2019)
  • 著者名/発表者名: Kodai Motohira, Yoshinori Ikenaka, Shouta M.M. Nakayama, Yared Beyene, Victor Wepener, Nico Smit, Johan van Vuren, Hazuki Mizukawa, Akifumi Eguchi, Ana Catarina Sousa, Mayumi Ishizuka
  • 学会等名: International CHEMICAL HAZARD Symposium 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Uncertainties Associated with Neonicotinoid Insecticide`s Safety Thresholds and the Potential Ramifications on Human Health: A Case Study of Ghana (2018)
  • 著者名/発表者名: Collins NIMAKO, Yoshinori IKENAKA, Osei AKOTO, Nesta BORTEY-SAM, Shouta M.M. NAKAYAMA, Hazuki MIZUKAWA, Mayumi ISHIZUKA
  • 学会等名: 2nd Chemical Hazard Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Evaluation of Exposure and Toxicological Implications of Neonicotinoid Insecticides among the residents of Kumasi, Ghana (2018)
  • 著者名/発表者名: Collins NIMAKO, Yoshinori IKENAKA, Osei AKOTO, Nesta BORTEY-SAM, Shouta M.M.NAKAYAMA, Hazuki MIZUKAWA and Mayumi ISHIZUKA
  • 学会等名: The 6th Sapporo Summer Symposium for One Health (6th SaSSOH)
  • 国際学会
• [学会発表] Evaluation of Neonicotinoid Insecticide Exposure and Toxicity among some residents of Kumasi, Ghana (2018)
  • 著者名/発表者名: Collins NIMAKO, Yoshinori IKENAKA, Osei AKOTO, Nesta BORTEY-SAM, Shouta M.M. NAKAYAMA, Hazuki MIZUKAWA and Mayumi ISHIZUKA
  • 学会等名: Society for Environmental Toxicology and Chemistry, Asia-Pacifi 2018 (SETAC-AP2018)
  • 国際学会
• [学会発表] 浸透性農薬とその代謝産物の胎子移行量の解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大野周嗣、大成果乃子、久保静花、坂田奈那美、杉田晄佑、宮田結佳、高田匡、平野哲史、万谷洋平、横山俊史、石塚真由美、池中良徳、星信彦
  • 学会等名: 第161回日本獣医学会学術集会
• [学会発表] ネオニコチノイド系殺虫剤のヒト健康影響評価問題点の整理と今後の研究課題 (2018)
  • 著者名/発表者名: 池中良徳、一瀬貴大、ニマコ コリンズ、市川剛、水川葉月、中山翔太、有薗幸司、石塚真由美
  • 学会等名: 第27回環境化学討論会
• [学会発表] Evaluation of Neonicotinoid Insecticide exposure in humans living in the Kumasi city, Ghana (2018)
  • 著者名/発表者名: Collins Nimako, Yoshinori Ikenaka, Osei Akoto, Nesta Bortey-Sam, Shouta M.M. Nakayama, Hazuki Mizukawa, and Mayumi Ishizuka
  • 学会等名: 第27回環境化学討論会
• [備考] 北海道大学大学院獣医学研究院 毒性学教室 ホームページ
  • URL: http://tox.vetmed.hokudai.ac.jp/