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

2020 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, 教授 (40543509)
• 研究分担者: 星 信彦 神戸大学, 農学研究科, 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 愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (60612661) ; 有薗 幸司 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 特任教授 (70128148) ; 平野 哲史 富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 助教 (70804590) ; 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, 講師 (80438712) ; 岡松 優子 北海道大学, 獣医学研究院, 准教授 (90527178) ; 中山 翔太 北海道大学, 獣医学研究院, 助教 (90647629)
• 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機構

研究実績の概要

本年度は昨年度に続き、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、マウスに加え、ゼブラフィッシュにおける新たな神経毒性評価系を確立する事が出来た。本評価系により、マウスに引き続きゼブラフィッシュにおいても無毒性量(NOAEL)よりも低い曝露量で神経毒性様症状を検出できることが確認できた。
・組織レベルにおける評価のため、昨年度に引き続き高分解能質量顕微鏡による神経伝達物質のイメージング解析を実施した。また同時にトリプル四重極型LC/MSを用いた超高感度分析系の確立にも成功し、脳の各部位におけるニューロトランスミッターの定量分析系を確立する事が出来た。
・細胞・分子レベルでの評価のため、昨年度に引き続き、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。
・ヒト尿試料を用いたバイオモニタリング研究では、Thiamethoxamに職業的に曝露されている患者に着目したモニタリング研究を実施した。患者に防護具の適切な着用を指示し、尿・血中濃度の低減に伴う、頭痛や微熱などの臨床症状の改善について経時モニタリングを実施する事が出来、Thiamethoxamの臨床症状と曝露濃度との因果関係について報告する事が出来た。

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

遅れていたゼブラフィッシュにおける評価系も順調に立ち上げることが出来、mlAOPの基礎データ取得が順調に進んでいる。
また、昨年度から開始している２光子顕微鏡を用いた化学物質に対する新たな神経毒性試験についても検討を続けている。

今後の研究の推進方策

特に大幅な研究の推進方策の変更はない。
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：ヒト尿や血液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、今年度に引き続き、２光子顕微鏡を用いた、ネオニコチノイド投与時の脳ライブイメージングデータを取得予定である。また、２：組織レベルの評価では、誘導体化法を用いることにより、組織イメージングの高感度化を目指す。

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] University of Zambia(ザンビア)
  • 国名: ザンビア
  • 外国機関名: University of Zambia
• [国際共同研究] KNUST(ガーナ)
  • 国名: ガーナ
  • 外国機関名: KNUST
• [国際共同研究] Kasetsart University(タイ)
  • 国名: タイ
  • 外国機関名: Kasetsart University
• [雑誌論文] Resolving the twin human and environmental health hazards of a plant-based diet (2020)
  • 著者名/発表者名: Wyckhuys Kris A.G.、Aebi Alexandre、Bijleveld van Lexmond Maarten F.I.J.、Bojaca Carlos R.、Bonmatin Jean-Marc、Furlan Lorenzo、Guerrero Jairo A.、Mai Trinh V.、Pham Hoi V.、Sanchez-Bayo Francisco、Ikenaka Yoshinori
  • 雑誌名: Environment International 巻: 144 ページ: 106081～106081
  • DOI: 10.1016/j.envint.2020.106081
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Acute exposure to environmentally relevant lead levels induces oxidative stress and neurobehavioral alterations in larval zebrafish (Danio rerio) (2020)
  • 著者名/発表者名: Kataba Andrew、Botha Tarryn L.、Nakayama Shouta M.M.、Yohannes Yared B.、Ikenaka Yoshinori、Wepener Victor、Ishizuka Mayumi
  • 雑誌名: Aquatic Toxicology 巻: 227 ページ: 105607～105607
  • DOI: 10.1016/j.aquatox.2020.105607
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Trophic transfer of pollutants within two intertidal rocky shore ecosystems in different biogeographic regions of South Africa (2020)
  • 著者名/発表者名: Erasmus Anja、Ikenaka Yoshinori、Nakayama Shouta M.M.、Ishizuka Mayumi、Smit Nico J.、Wepener Victor
  • 雑誌名: Marine Pollution Bulletin 巻: 157 ページ: 111309～111309
  • DOI: 10.1016/j.marpolbul.2020.111309
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Altered hepatic cytochrome P450 expression in cats after chronic exposure to decabromodiphenyl ether (BDE-209) (2020)
  • 著者名/発表者名: KHIDKHAN Kraisiri、MIZUKAWA Hazuki、IKENAKA Yoshinori、NAKAYAMA Shouta M. M.、NOMIYAMA Kei、YOKOYAMA Nozomu、ICHII Osamu、TAKIGUCHI Mitsuyoshi、TANABE Shinsuke、ISHIZUKA Mayumi
  • 雑誌名: Journal of Veterinary Medical Science 巻: 82 ページ: 978～982
  • DOI: 10.1292/jvms.20-0140
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Combined exposure to dinotefuran and chronic mild stress counteracts the change of the emotional and monoaminergic neuronal activity induced by either exposure singly despite corticosterone elevation in mice (2020)
  • 著者名/発表者名: TAKADA Tadashi、YONEDA Naoki、HIRANO Tetsushi、ONARU Kanoko、MANTANI Youhei、YOKOYAMA Toshifumi、KITAGAWA Hiroshi、TABUCHI Yoshiaki、NIMAKO Collins、ISHIZUKA Mayumi、IKENAKA Yoshinori、HOSHI Nobuhiko
  • 雑誌名: Journal of Veterinary Medical Science 巻: 82 ページ: 350～359
  • DOI: 10.1292/jvms.19-0635
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative elucidation of maternal-to-fetal transfer of neonicotinoid pesticide clothianidin and its metabolites in mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Ohno Shuji、Ikenaka Yoshinori、Onaru Kanoko、Kubo Shizuka、Sakata Nanami、Hirano Tetsushi、Mantani Youhei、Yokoyama Toshifumi、Takahashi Keisuke、Kato Keisuke、Arizono Koji、Ichise Takahiro、Nakayama Shouta M.M.、Ishizuka Mayumi、Hoshi Nobuhiko
  • 雑誌名: Toxicology Letters 巻: 322 ページ: 32～38
  • DOI: 10.1016/j.toxlet.2020.01.003
  • 査読あり
• [学会発表] ニコチン性アセチルコリン受容体アゴニストによるシグナル毒性と２光子顕微鏡を用いた検出手法の開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 平井杏梨、杉尾翔太、池中良徳、Collins Nimako、中山翔太、星信彦、和氣弘明、石塚真由美
  • 学会等名: 第47回日本毒性学会学術年会
• [学会発表] 行動毒性試験および二光子イメージングによるアセタミプリドの神経毒性評価 (2020)
  • 著者名/発表者名: 平井杏梨、杉尾翔太、池中良徳、Collins Nimako、中山翔太、星信彦、和氣弘明、石塚真由美
  • 学会等名: 163回日本獣医学会学術集会
• [学会発表] Species variations in cytochrome P450-mediated metabolism of neonicotinoids among cats, dogs, rats, and humans (2020)
  • 著者名/発表者名: Kraisiri Khidkhan, Yoshinori Ikenaka, Takahiro Ichise, Shouta M. M. Nakayama, Hazuki Mizukawa, Kei Nomiyama, Hisato Iwata, Koji Arizono, Keisuke Takahashi, Keisuke Kato ,and Mayumi Ishizuka
  • 学会等名: 環境化学オンライン研究発表会2020
• [学会発表] An adverse outcome pathway-based assessment of steatogenic effects of imidacloprid in livers of C57BL/6J Male Mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Collins NIMAKO, Yoshinori IKENAKA, Yuko OKAMATSU-OGURA, Jussiaea V. BARIUAN, Atsushi KOBAYASHI, Ryo YAMAZAKI, Shouta M.M. NAKAYAMA, and Mayumi ISHIZUKA
  • 学会等名: 環境化学オンライン研究発表会2020
• [学会発表] 行動毒性試験と二光子顕微鏡の併用によるアセタミプリドのシグナル毒性検出 (2020)
  • 著者名/発表者名: 平井杏梨、杉尾翔太、池中良徳、Collins Nimako、中山翔太、星信彦、和氣弘明、石塚真由美
  • 学会等名: 環境化学オンライン研究発表会2020
  • 国際学会
• [学会発表] An adverse outcome pathway-based assessment of steatogenic effects of imidacloprid in livers of C57BL/6J Male Mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Collins NIMAKO, Yoshinori IKENAKA, Yuko OKAMATSU-OGURA, Jussiaea V. BARIUAN, Atsushi KOBAYASHI, Ryo YAMAZAKI, Shouta M.M. NAKAYAMA, and Mayumi ISHIZUKA.
  • 学会等名: The 8th Sapporo Summer Symposium for One Health (8th SaSSOH)
  • 国際学会
• [学会発表] COLLABORATIVE WORK WITH MONGOLIA : EASY, CHEAP AND EFFICIENT METHOD DEVELOPMENT FOR DRUG RESIDUE IN ANIMAL PRODUCTS (2020)
  • 著者名/発表者名: Kodai Motohira, Yoshinori Ikenaka, Delgermurun Dugar, Takahiro Ichise, Shouta Nakayama, Mayumi Ishizuka.
  • 学会等名: The 8th Sapporo Summer Symposium for One Health (8th SaSSOH)
  • 国際学会
• [学会発表] 新興農薬の毒性と安全性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 池中良徳
  • 学会等名: 日本学術会議・日本環境ホルモン学会 合同公開シンポジウム
  • 招待講演
• [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/
• [学会・シンポジウム開催] 4th International Toxicology Symposium (2021)