| 研究課題/領域番号 |
19H01150
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| 研究機関 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
岩田 久人 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (10271652)
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| 研究分担者 |
国末 達也 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (90380287)
石橋 弘志 愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (90403857)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 感受性 / 細胞内受容体 / オミックス / 水棲哺乳類 / 化学物質 / 繊維芽細胞 / 有機ハロゲン化合物 / 誘導神経細胞 |
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| 研究実績の概要 |
今年度の成果は以下の３点である。
１） 日本沿岸に座礁・漂着した沿岸性・外洋性鯨類11種を対象にスクリーニング分析を実施した結果、全鯨種から77～191の有機ハロゲン化合物（OHCs）のピークが検出された。各ピークのマススペクトルを詳細に解析したところ、既存の残留性有機汚染物質（POPs）に加え、多数の海洋天然物質や構造・起源未知物質を確認した。また標準品が入手できないOHCsに関して、フラグメントイオンの中で検出強度が高く、他物質による干渉が少ないイオンを定量イオンとして設定し、保持時間の近い内部標準物質を用いた半定量分析法を構築した。
２） カズハゴンドウの体細胞を神経細胞へ直接分化誘導することに初めて成功した。ポリ塩化ビフェニル（PCBs）の代謝物（4'OH-CB72）をこの誘導神経細胞に曝露した結果、アポトーシスが観察された。 4'OH-CB72を曝露したクジラ誘導神経細胞の転写産物（トランスクリプトーム）を網羅的に解析したところ、酸化的リン酸化・クロマチン分解・軸索輸送、および神経変性疾患に関連する遺伝子の発現量が変化していた。本研究で開発した、体細胞から神経細胞へ直接分化誘導する方法は、神経毒性試験法が開発されていない他の海棲哺乳類への応用も期待できる。
３） PCBsおよびポリ臭化ジフェニルエーテル（PBDEs）がアザラシの核内受容体である構成的アンドロスタン受容体（CAR）へ結合することを証明した。バイカルアザラシおよびマウスのCARに対するPCBs・PBDEsの結合力を、表面プラズモン共鳴（SPR)バイオセンサーを用いて測定した。その結果、PBDEsはPCBsよりも両種のCARに対して強い結合親和性を示した。コンピューターで結合状態をシミュレーションしたところ、PBDEsはPCBsよりも両CARの特定アミノ酸残基とより多くの非共有結合を持つことが示され、SPRバイオセンサーでの測定結果を裏付けた。
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| 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
研究実績の概要に記載したように、今年度は以下の成果をあげることができた。
１） 日本沿岸に座礁・漂着した沿岸性・外洋性鯨類11種を対象にスクリーニング分析を実施した結果、既存の残留性有機汚染物質（POPs）に加え、多数の海洋天然物質や構造・起源未知物質を確認した。また標準品が入手できない有機ハロゲン化合物（OHCs）に関して、半定量分析法を構築した。
２） カズハゴンドウの体細胞を神経細胞へ直接分化誘導することに初めて成功した。本研究で開発した、体細胞から神経細胞へ直接分化誘導する方法は、神経毒性試験法が開発されていない他の海棲哺乳類への応用も期待できる。成果はEnvironmental Science & Technology誌に掲載された。
３） ポリ塩化ビフェニル（PCBs）およびポリ臭化ジフェニルエーテル（PBDEs）がアザラシの核内受容体である構成的アンドロスタン受容体（CAR）へ結合することをインビトロ・インシリコ実験により証明した。成果はScience of the Total Environment誌に掲載された。
これらの成果はいずれも当初予定していた研究実施計画の内容をほぼ網羅している。また成果は順調に海外学術誌に論文として公表していることから、本研究課題は「おおむね順調に進展している」と判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度は以下の３項目に取り組む予定である。１）現在、11種の鯨類について各種あたり4～5検体ずつの定量・半定量分析に取り組んでおり、分析を進めて、各鯨種の有機ハロゲン化合物（OHCs）蓄積プロファイルを明らかにする。11種の鯨類は生息域が多様であるため、OHCsの蓄積プロファイルには種差が認められる可能性が高い。そこで、得られた定量データを統計解析することで、蓄積プロファイルの種差の要因（外洋域・沿岸域、生息緯度・深度、餌生物の違い等）についても解析する。２）鯨類体内で検出されたダイオキシン類と鯨類の芳香族炭化水素受容体（aryl hydrocarbon receptor: AHR）の相互作用の種類と強さをインシリコドッキングシミュレーションで解析する。さらに鯨類の繊維芽細胞へ曝露試験をおこなう。繊維芽細胞は日本沿岸に漂着死亡した野生個体の皮膚組織から単離する。曝露した繊維芽細胞を用いてAHRの標的遺伝子であるシトクロムP450の発現量を測定することでダイオキシン類によるAHRの活性化能を測定する。さらに繊維芽細胞をトランスクリプトーム・プロテオーム解析に供する。AHR依存的かつ化学物質曝露量依存的にmRNA・タンパク質の発現量の変動が認められた遺伝子群については、「化学物質－遺伝子・タンパク質－疾患」の関係を予測するため、バイオインフォマティクスツールを利用して、転写因子・パスウェイ・ネットワーク・疾患のエンリッチメント解析をおこなう。この解析によって、AHRシグナル伝達系撹乱に起因する疾患（影響）を予測する。３）鯨類の北太平洋野生個体群を対象に、化学物質蓄積濃度・トランスクリプトーム・プロテオームを解析する。次いで、これら解析で得られた化学物質濃度とmRNA・タンパク質発現量の関係を相関分析する。
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| 備考 |
その他
Asia Research News; https://www.asiaresearchnews.com/content/reprogrammed-whale-neurons-predict-neurotoxicity-environmental-pollutants
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