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2013 年度 実績報告書

定量的行動試験をもとにした顕微鏡解析による発達神経毒性の分子標的の同定

研究課題

研究課題/領域番号 21671002
研究機関長崎大学

研究代表者

掛山 正心  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 准教授 (30353535)

研究期間 (年度) 2009-05-11 – 2014-03-31
キーワード有害化学物質 / 神経科学 / 解剖学 / 行動学 / 環境政策
研究概要

有害化学物質が引き起こす健康影響の中でも発達神経毒性は、母体が影響を受けない低用量曝露によって次世代に影響が顕れることが報告されてきた重要な課題である。本研究では、定量性・再現性の極めて高い独自の行動試験を出発点として、新たな顕微鏡解析により行動―組織一―分子レベルのイベントのリンクさせることで、「ネズミの行動変化がヒトの場合、どのような意味を持つのか」を科学的に説明し、その発達神経毒性の分子標的の同定を目指した。そして昨年度までに、本研究のゴールとして提示すべき新たな毒性概念として、「皮質―皮質下機能アンバランス」を設定することができた。最終年度は、それらを手掛かりとして標的分子の探索検証作業を行った。まず、ニューロン初代培養細胞系の解析から、ダイオキシン受容体ahr mRNAやその関連遺伝子は、ダイオキシンだけでなく、作用メカニズムが全く異なるはずのメチル水銀でも発現変動している知見を得た。ダイオキシン曝露によるそれらの発現変動部位から、ahrやその関連遺伝子は、社会行動制御そのものに関わる可能性が考えられた。また、マイクロアレイ・データのパスウェイ解析の結果、海馬において、グルココルチコイド代謝系遺伝子の変動が著しいという知見を得た。そこで曝露動物のコルチコステロン系を精査したところ、ダイオキシン曝露マウスではコルチコステロンの恒常的血液中濃度が低下していること、海馬亜領域におけるグルココルチコイド受容体関連遺伝子の発現変動を定量的に確認した。さらに成熟マウスではストレス負荷行動試験における反応性に異常があることも確認した。以上のように、発達神経毒性の分子標的を、げっ歯類のレベルで複数同定した。またその一部については、ヒトにおいての検証を実現した。

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

行動変化と化学物質暴露を結びつける分子標的を複数同定した。またその一部については、ヒトにおいての検証まで行うことができた。

今後の研究の推進方策

本研究課題は年度で終了である。今後は、学術論文等において成果を公表したい。また、本研究成果をもとに、ヒト研究とマウス実験の融合による更なる展開を進めたい。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Disruption of paired-associate learning in rat offspring perinatally exposed to dioxins.2014

    • 著者名/発表者名
      Kakeyama M, Endo T, Zhang Y, Miyazaki W, Tohyama C.
    • 雑誌名

      Arch Toxicol.

      巻: 88(10-1007/s00204-013-1161-y.) ページ: 789-798

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Upregulation of colonic luminal polyamines produced by intestinal microbiota delays senescence in mice.2014

    • 著者名/発表者名
      Kibe R, Kurihara S, Sakai Y, Suzuki H, Ooga T, Sawaki E, Muramatsu K, Nakamura A, Yamashita A, Kitada Y, Kakeyama M. Benno Y. Matsumoto M.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 4 ページ: 4548

    • DOI

      10.1038/srep04548.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In utero and lactational exposure to 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin modulates dysregulation of the lipid metabolism in mouse offspring fed a high-calorie diet.2014

    • 著者名/発表者名
      Sugai E, Yoshioka W, Kakeyama M, Ohsako S. Tohyama C.
    • 雑誌名

      J Appl Toxicol

      巻: 34 ページ: 296-306

    • DOI

      10.1002/jat.2881

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vesicular nucleotide transporter is involved in ATP storage of secretory lysosomes in astrocytes.2013

    • 著者名/発表者名
      Oya M, Kitaguchi T, Yanagihara Y, Numano R, Kakeyama M, Ikematsu K, Tsuboi T.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun.

      巻: 438 ページ: 145-151

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2013.07.043.

    • 査読あり
  • [学会発表] Serotonin Reduction Impairs Executive Function and Induces Submissive-Like Behavior in Mice : A Validation Study of a New Cognitive Test for Chemical Risk Assessment.2014

    • 著者名/発表者名
      Endo T, Benner S, Ling W, Endo N, Kimura E, Tohyama C, Kakeyama M
    • 学会等名
      53th Annual Meeting of Society of Toxicology
    • 発表場所
      Arizona, USA
    • 年月日
      2014-03-23
  • [学会発表] 周産期TCDD曝露モデルマウスにおけるストレス応答系への発達毒性影響2013

    • 著者名/発表者名
      ベナー聖子、井下太貴、丁雲潔、掛山正心、遠山千春
    • 学会等名
      日本内分泌撹乱化学物質学会第16回研究発表会
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2013-12-12
  • [学会発表] NPrenatal exposure to polychlorinated biphenyl (PCB) congener impairs socio-cognitive ability in human four-month-olds.2013

    • 著者名/発表者名
      Doi H, Nishitani S, Nagai T, Fujisawa T, Kakeyama M, Maeda T. Shinohara K.
    • 学会等名
      11th World Congress of Biological Psychiatry
    • 発表場所
      京都際会館(京都府)
    • 年月日
      2013-06-24
  • [学会発表] マウスにおける行動柔軟性 : 包括的解析のための新規ハイスループット試験系の開発2013

    • 著者名/発表者名
      遠藤俊裕、ベナー聖子、遠藤のぞみ、古瀬民生、若菜茂晴、梶井靖、DP Wolfer、H-P Lipp、遠山千春、掛山正心
    • 学会等名
      第36回日本神経科学大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県)
    • 年月日
      2013-06-22
  • [学会発表] 環胎生期PCB曝露が乳児期バイオロジカルモーション知覚発達に及ぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      土居裕和、西谷正太、永井知子、藤澤隆史、掛山正心、前田隆浩、篠原一之
    • 学会等名
      第36回日本神経科学大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県)
    • 年月日
      2013-06-22
  • [学会発表] 周産期化学物質曝露による神経発達毒性・高次脳機能異常の検出手法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      掛山正心、遠山千春
    • 学会等名
      第40回日本毒性学会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県)
    • 年月日
      2013-06-18
    • 招待講演
  • [学会発表] 環境毒性 : 低用量の環境汚染物質への曝露の影響をどのように評価するか2013

    • 著者名/発表者名
      掛山正心
    • 学会等名
      日本毒性学会第14回生涯教育講習会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県)
    • 年月日
      2013-06-16
    • 招待講演
  • [図書] 毒性の科学 : 分子・細胞から人間集団まで(3.6節高次脳機能の行動試験法)2013

    • 著者名/発表者名
      熊谷嘉人・姫野誠一郎・渡辺知保編(掛山正心)
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      東京大学出版会

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公開日: 2015-07-15  

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