環境中親電子性物質による中枢神経障害における非アポトーシスカスパーゼの役割

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19H04279
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 市原 学 東京理科大学, 薬学部薬学科, 教授 (90252238)
• 研究分担者: 宗 才 東京理科大学, 薬学部薬学科, 助教 (20817267)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 神経突起 / ミクログリア / 神経毒性

研究実績の概要

初年度はACR曝露により誘導されるNE作動性神経変性のモデルを確立した。マウス神経外胚葉幹細胞(1C11)とマウスミクログリア細胞(BV2)を用いて実験を行った。1C11細胞はノルアドレナリン作動性神経細胞(1C11NE)・セロトニン作動性神経細胞(1C115-HT)に分化誘導され、それぞれの分化状態は免疫染色・HPLC分析により確認した。1C11NE・1C115-HT細胞にACRあるいはACRに曝露したBV2細胞の培養上清を曝露し、MTS細胞活性・LDH漏出量を測定した。また、ACR曝露後のNE作動性神経・5-HT作動性神経の神経突起長の経時的変化を観察し、ImageJを用いて突起長を測定した。1C11NE・1C115-HT両細胞において24時間のACR曝露では1mM以下で細胞生存率の減少・LDH漏出量の増加は見られず、ACRに曝露したBV2細胞の培養上清への1C11NE・1C115-HTの曝露においてもACR1mM以下の濃度でMTS細胞活性は減少しなかった。0.5、1mMでの24・48時間のACR曝露では1C11NEの神経突起長は減少せず、同濃度のACRに曝露したBV2培養上清への曝露により突起長が減少した。また、1C115-HTでは1mMでの48時間のACR曝露で突起長が減少し、ACRに曝露したBV2培養上清への曝露は1C115-HTの突起長の減少を増強した。また1C11NE・1C115-HT両細胞において、ACRを曝露していないBV2培養上清に1mMのACRを添加し曝露したグループにおいても突起長の減少が見られた。以上より、ACR曝露はNE神経細胞および5-HT神経細胞のMTS細胞活性を低下させない濃度で神経突起長を減少させ、その作用にはミクログリアが関与していること、ミクログリアがACRに対するNE神経・5-HT神経の感受性を増大させることが示唆された。

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

共培養では、DMSOの影響を受け、ミクログリアが細胞死を引き起こすことがわかった。この問題を解決するために、ミクログリア培養上清へ１C11ニューロンを曝露する方法を確立した。

今後の研究の推進方策

ミクログリア、ニューロンからRNAを抽出し、RNAシークエンスを行う予定である。並行して動物実験での検討をすすめる。

研究成果

• [国際共同研究] University of Paris V Descartes(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: University of Paris V Descartes
• [雑誌論文] Exposure to acrylamide decreases noradrenergic axons in rat brain (2020)
  • 著者名/発表者名: Zhang Lingyi、Hara Satoshi、Ichinose Hiroshi、Nagashima Daichi、Morita Kyo、Sakurai Toshihiro、Ichihara Sahoko、Ichihara Gaku
  • 雑誌名: NeuroToxicology 巻: 78 ページ: 127～133
  • DOI: 10.1016/j.neuro.2020.03.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functionalized surface-charge SiO2 nanoparticles induce pro-inflammatory responses, but are not lethal to Caco-2 cells. (2020)
  • 著者名/発表者名: Tada-Oikawa S, Eguchi M, Yasuda MT, Izuoka K, Ikegami A, Vranic S, Boland S, Tran L, Ichihara G, Ichihara S
  • 雑誌名: Chem Res Toxicol 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1021/acs.chemrestox.9b00478
  • 査読あり
• [雑誌論文] Urinary trimethyl tin reflects blood trimethyl tin in workers recycling organotins (2019)
  • 著者名/発表者名: Ichihara Gaku、Iida Mayu、Watanabe Eri、Fujie Tomoya、Kaji Toshiyuki、Lee Eunmi、Kim Yangho
  • 雑誌名: Journal of Occupational Health 巻: 61 ページ: 257～260
  • DOI: 10.1002/1348-9585.12052
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Pyrrole adducts in globin and plasma of workers exposed to hexane (2019)
  • 著者名/発表者名: Ichihara G, Amarnath V, Valentine HL, Takeshita T, Morimoto K, Sobue T, Kawai T, Valentine WM.
  • 雑誌名: Int Arch Occup Environ Health 巻: 92 ページ: 873-881
  • DOI: 10.1007/s00420-019-01430-7
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Proteomic analysis of hippocampal proteins in acrylamide-exposed rats (2019)
  • 著者名/発表者名: Daichi Nagashima, Lingyi Zhang, Yuki Kitamura, Sahoko Ichihara, Yurina Wakayama, Kyo Morita, Hana Katano, Mami Sakai, Eri Watanabe, Cai Zong, Yuko Yamano, Toshihiro Sakurai, Shinji Oikawa, Gaku Ichihara
  • 雑誌名: Arch Toxicol 巻: 93 ページ: 1993-2006
  • DOI: 10.1007/s00204-019-02484-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ablation of aryl hydrocarbon receptor promotes angiotensin II-induced cardiac fibrosis through enhanced c-Jun/HIF-1α signaling. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ichihara S, Li P, Mise N, Suzuki Y, Izuoka K, Nakajima T, Gonzalez F, Ichihara G.
  • 雑誌名: Arch Toxicol 巻: 93 ページ: 1543-1553
  • DOI: 10.1007/s00204-019-02446-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Particle toxicology and health - where are we? (2019)
  • 著者名/発表者名: Riediker Michael、Zink Daniele、Kreyling Wolfgang、Oberd?rster G?nter、Elder Alison、Graham Uschi、Lynch Iseult、Duschl Albert、Ichihara Gaku、Ichihara Sahoko、Kobayashi Takahiro、Hisanaga Naomi、Umezawa Masakazu、Cheng Tsun-Jen、Handy Richard、Gulumian Mary、Tinkle Sally、Cassee Flemming
  • 雑誌名: Particle and Fibre Toxicology 巻: 16 ページ: 19
  • DOI: 10.1186/s12989-019-0302-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Role of microglial activation and neuroinflammation in neurotoxicity of acrylamide in (2019)
  • 著者名/発表者名: Cai Zong, Rieka Hasegawa, Makoto Urushitani, Lingyi Zhang, Daichi Nagashima, Toshihiro Sakurai, Sahoko Ichihara, Seiichiroh Ohsako, Gaku Ichihara
  • 雑誌名: Arch Toxicol 巻: 93 ページ: 2007-2019
  • DOI: 10.1007/s00204-019-02471-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Drosophila melanogaster as an in vivo model to study the potential toxicity of cerium oxide nanoparticles (2019)
  • 著者名/発表者名: Sundararajan Vignesh、Dan Pallavi、Kumar Ajay、Venkatasubbu G. Devanand、Ichihara Sahoko、Ichihara Gaku、Sheik Mohideen Sahabudeen
  • 雑誌名: Applied Surface Science 巻: 490 ページ: 70～80
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2019.06.017
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Correction to: Particle toxicology and health - where are we? (2019)
  • 著者名/発表者名: Riediker Michael、Zink Daniele、Kreyling Wolfgang、Oberd?rster G?nter、Elder Alison、Graham Uschi、Lynch Iseult、Duschl Albert、Ichihara Gaku、Ichihara Sahoko、Kobayashi Takahiro、Hisanaga Naomi、Umezawa Masakazu、Cheng Tsun-Jen、Handy Richard、Gulumian Mary、Tinkle Sally、Cassee Flemming
  • 雑誌名: Particle and Fibre Toxicology 巻: 16 ページ: 26
  • DOI: 10.1186/s12989-019-0308-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Role of Nrf2 in inflammatory response in lung of mice exposed to zinc oxide nanoparticles (2019)
  • 著者名/発表者名: Sehsah Radwa、Wu Wenting、Ichihara Sahoko、Hashimoto Naozumi、Hasegawa Yoshinori、Zong Cai、Itoh Ken、Yamamoto Masayuki、Elsayed Ahmed Ali、El-Bestar Soheir、Kamel Emily、Ichihara Gaku
  • 雑誌名: Particle and Fibre Toxicology 巻: 16 ページ: 47
  • DOI: 10.1186/s12989-019-0328-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Occupational exposure limits for cumene, 2,4-dichlorophenoxy acetic acid, silicon carbide whisker, benzyl alcohol, and methylamine, and carcinogenicity, occupational sensitizer, and reproductive toxicant classifications (2019)
  • 著者名/発表者名: The Committee for Recommendation of Occupational Exposure Limits, Japan Society for Occupational Health
  • 雑誌名: Journal of Occupational Health 巻: 61 ページ: 328～330
  • DOI: 10.1002/1348-9585.12073
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 薬局・薬剤師に望む感染症へのアプローチ (2019)
  • 著者名/発表者名: 長嶋大地、山内武紀、市原学、山野優子
  • 雑誌名: 医学と薬学/自然科学社 巻: 76 ページ: 471-476
• [学会発表] Role of inflammation in neurodegeneration and carcinogenesis (2020)
  • 著者名/発表者名: Gaku Ichihara, Cai Zong, Chand Basha, Kouji Matsushima and Seiichiroh Ohsako
  • 学会等名: 7th International Postgraduate Conference on Pharmacerutical Sciences(iPoPS 2020)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Deletion of Nrf2 enhances susceptibility to neurotoxic effects of acrylamide in mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Frederick Adams Ekuban, Zong Cai, Madoka Takikawa, Kouta Morikawa, Toshihiro Sakurai, Sahoko Ichihara, Ken Itoh, Masayuki Yamamoto, Seiichiro Ohsako, Gaku Ichihara
  • 学会等名: 7th International Postgraduate Conference on Pharmacerutical Sciences(iPoPS 2020)
  • 国際学会
• [学会発表] Alkaline conditions enhance 1,2-dichiloropropane-induced γ-H2AX expression in human cholangiocytes (2020)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Kimura, Cai Zong and Gaku Ichihara
  • 学会等名: 7th International Postgraduate Conference on Pharmacerutical Sciences(iPoPS 2020)
  • 国際学会
• [学会発表] Role of reactive oxygen species in cholangiocarcinoma induced by exposuer to 1,2-Dichloropropane in humans (2020)
  • 著者名/発表者名: Abigail Ekuban, Cai Zong, Yusuke Kimura, Sahoko Ichihara, Gaku Ichihara
  • 学会等名: 7th International Postgraduate Conference on Pharmacerutical Sciences(iPoPS 2020)
  • 国際学会
• [学会発表] Neurite degeneration in 1C11NE noradrenergic neurons after exposure to culture supernatant of acrylamide treated BV2 microglia (2020)
  • 著者名/発表者名: Cai Zong, Harue Sato, Sho Iwama, Benoit Schneider, Makoto Urushitani, Gaku Ichihara
  • 学会等名: 7th International Postgraduate Conference on Pharmacerutical Sciences(iPoPS 2020)
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of fipronil exposure on BV2 microglia (2020)
  • 著者名/発表者名: Yuri Ando, Cai Zong, Akira Sato, Makoto Urushitani, Gaku Ichihara
  • 学会等名: 7th International Postgraduate Conference on Pharmacerutical Sciences(iPoPS 2020)
  • 国際学会
• [学会発表] Comparatives study on susceptibility to acrylamide exposure in CATH.a neurons and HepG2 hepatocytes (2020)
  • 著者名/発表者名: Aina Suzuki, Cai Zong, Gaku Ichihara
  • 学会等名: 7th International Postgraduate Conference on Pharmacerutical Sciences(iPoPS 2020)
  • 国際学会
• [学会発表] Role of reactive oxygen species in cholangiocarcinoma induced by exposure to 1,2-Dichloropropane in humans (2020)
  • 著者名/発表者名: Abigail Ekuban, Cai Zong, Yusuke Kimura, Sahoko Ichihara, Seiichiroh Ohsako, Gaku Ichihara
  • 学会等名: 第19回分子予防環境医学研究会大会
• [学会発表] アルカリ性条件下1,2-ジクロロプロパンはヒト胆管細胞にγH2AX を誘導する (2020)
  • 著者名/発表者名: 木村優介、宗才、大迫誠一郎、市原学
  • 学会等名: 第19回分子予防環境医学研究会大会
• [学会発表] アクリルアミドの曝露は脳内ノルアドレナリン作動性神経線維を減少させる (2020)
  • 著者名/発表者名: 長嶋大地、張霊逸、原怜、一瀬宏、山野優子、市原学
  • 学会等名: 第19回分子予防環境医学研究会大会
• [学会発表] アクリルアミド曝露によるミクログリアを介したモノアミン神経への影響 (2020)
  • 著者名/発表者名: 佐藤春恵、宗才、岩間聖、Benoit Schneider、漆谷真、市原学
  • 学会等名: 第19回分子予防環境医学研究会大会
• [学会発表] アリールハイドロカーボン受容体欠損マウスで観察された炎症性腸疾患 (2020)
  • 著者名/発表者名: 大迫誠一郎、鈴木壮登、上羽悟史、陳旻岑、萩原春、松島綱治、市原学
  • 学会等名: 第19回分子予防環境医学研究会大会
• [学会発表] Deletion of Nrf2 enhances susceptibility to neurotoxic effects of acrylamide in mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Frederick Adams Ekuban, Cai Zong, Madoka Takikawa, Kouta Morikawa, Toshihiro Sakurai, Sahoko Ichihara, Ken Itoh, Masayuki Yamamoto, Seiichiroh Ohsako, Gaku Ichihara
  • 学会等名: 第19回分子予防環境医学研究会大会
• [学会発表] Deletion of NRF2 Enhances Susceptibility to Neurotoxic Effects of Acrylamide in Mice (2020)
  • 著者名/発表者名: F. A. Ekuban, C. Zong, M. Takikawa, K. Morikawa, T. Sakurai, S. Ichihara, K. Itoh, M. Yamamoto, S. Ohsako, and G. Ichihara.
  • 学会等名: Society of Toxicology 59th Annual Meeting (SOT2020)
  • 国際学会
• [学会発表] Nrf2の欠損はアクリルアミド神経毒性に対する感受性を増強する (2020)
  • 著者名/発表者名: エクバンフレデリック アダムス，宗 才，瀧川 円賀，森川 浩太，櫻井 敏博，市原 佐保子，伊藤健，山本雅之，大迫 誠一郎，市原 学
  • 学会等名: 第90回日本衛生学会学術総会
• [学会発表] 1,2-DCP暴露により誘導される胆管がん発生のメカニズムにおけるマクロファージを介したDNA二重鎖切断 (2019)
  • 著者名/発表者名: 滝澤 亮哉、宗 才、木下 和生、櫻井 敏博、市原 佐保子、市原 学
  • 学会等名: 新学術領域「予防を科学する炎症細胞社会学」班会議/ワークショップ
• [学会発表] 1-Bromopropane暴露ラットの慢性・急性期炎症におけるトランスクリプトームパターンの相違 (2019)
  • 著者名/発表者名: 陳 影、藤渕 航、市原 学、大迫 誠一郎
  • 学会等名: 新学術領域「予防を科学する炎症細胞社会学」班会議/ワークショップ
• [学会発表] 1,2-DCP曝露による胆管がん誘導メカニズムにおけるマクロファージを介したDNA二重鎖切断 (2019)
  • 著者名/発表者名: 滝澤 亮哉, 宗 才, 木下 和生, 櫻井 敏博, 市原 佐保子, 市原 学
  • 学会等名: 第46回日本毒性学会学術年会
• [学会発表] ニューロンとミクログリアにおけるアクリルアミドの細胞毒性とオートファジーの関係 (2019)
  • 著者名/発表者名: 宗 才, 岩間 聖, 山村 征寛, 漆谷 真, 櫻井 敏博, 市原 佐保子, 大迫 誠一郎, 市原 学
  • 学会等名: 第46回日本毒性学会学術年会
• [学会発表] Deletion of Nrf2 enhances susceptibility to neurotoxic effects of acrylamide in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Frederick Adams EKUBAN, Cai ZONG, Kouta MORIKAWA, Madoka TAKIKAWA, Toshihiro SAKURAI, Sahoko ICHIHARA, Seiichiro OHSAKO, Gaku ICHIHARA
  • 学会等名: 第46回日本毒性学会学術年会
• [学会発表] Nrf2の欠損はアクリルアミド神経毒性に対する感受性を増強する (2019)
  • 著者名/発表者名: エクバンフレデリック アダムス，宗 才，森川 浩太，瀧川 円賀，櫻井 敏博，市原 佐保子，大迫 誠一郎，市原 学
  • 学会等名: フォーラム2019 ～衛生薬学・環境トキシコロジー
• [学会発表] フィプロニル曝露が引き起こす中枢神経ミクログリアへの影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 安藤 宥理，宗 才，漆谷 真，市原 学
  • 学会等名: フォーラム2019 ～衛生薬学・環境トキシコロジー
• [学会発表] Deletion of Nrf2 enhances susceptibility to neurotoxic effects of acrylamide in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Frederick Adams EKUBAN, Cai ZONG, Kouta MORIKAWA, Madoka TAKIKAWA, Toshihiro SAKURAI, Sahoko ICHIHARA, Seiichiro OHSAKO, Gaku ICHIHARA
  • 学会等名: The Environmental Response V, 17th JBS Biofrontier Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] 殺虫剤フィプロニルの室内散布後に神経症状を呈した一例 (2019)
  • 著者名/発表者名: 市原 学
  • 学会等名: 第47回産業中毒・生物学的モニタリング研究会
• [学会発表] Deletion of Nrf2 enhances susceptibility to neurotoxic effects of actylamide in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Frederick Ekuban, Zong Cai, Kouta Morikawa, Madoka Takikawa, Toshihiro Sakurai, Sahoko Ichihara, Ken Itoh, Masayuki Yamamoto, Seiichiroh Ohsako, Gaku Ichihara
  • 学会等名: 第14回ナノ・バイオメディカル学会
• [学会発表] Inflammatoty bowel desease observed in aryl-hydrocarbon receptor gene knock-out mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Souto SUZUKI, Satochi UEHA, Ming-Chen CHEN, Haru OGIWARA, Koji MATSUSHIMA, Gaku ICHIHARA, Seiichiroh OHSAKO
  • 学会等名: 1st International Symposium on Inflammation Cellular Sociology
  • 国際学会
• [学会発表] Deletion of Nrf2 enhances susceptibility to neurotoxic effects of actylamide in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Frederick Ekuban, Zong Cai, Kouta Morikawa, Madoka Takikawa, Toshihiro Sakurai, Sahoko Ichihara, Ken Itoh, Masayuki Yamamoto, Seiichiroh Ohsako, Gaku Ichihara
  • 学会等名: 1st International Symposium on Inflammation Cellular Sociology
  • 国際学会
• [備考] 非アポトーシスカスパーゼが環境起因性中枢神経障害のメカニズムに果たす役割
  • URL: https://www.rs.tus.ac.jp/oeh/theme/theme5.html