毒性試験の高感度化・効率化を目指したMITAシステムの構築と実践

2024 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22K18425
• 研究種目: 挑戦的研究(開拓)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分63:環境解析評価およびその関連分野
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 池中 良徳 北海道大学, One Healthリサーチセンター, 教授 (40543509)
• 研究分担者: 野見山 桂 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 准教授 (30512686) ; 新間 秀一 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30515896) ; 杉尾 翔太 名古屋大学, 医学系研究科, 助教 (30825344) ; 石塚 真由美 北海道大学, 獣医学研究院, 教授 (50332474) ; 江口 哲史 千葉大学, 予防医学センター, 講師 (70595826) ; 中山 翔太 北海道大学, 獣医学研究院, 准教授 (90647629) ; 星 信彦 神戸大学, 農学研究科, 名誉教授 (10209223) ; 平野 哲史 富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 助教 (70804590)
• 研究期間 (年度): 2022-06-30 – 2025-03-31
• キーワード: Micro-CT / Metabolomics / Lipidomics / Neurotoxicity Biomarker / MITA system

研究成果の概要

本研究では、化学物質の神経毒性および肝毒性を高感度かつ非侵襲的に評価する新規手法を開発し、Multi Imaging Toxicity Assay（MITA）システムの構築を目指した。マイクロCTによりラット肝体積の定量評価が可能であることを示し、肝重量・体積の増加とCAR標的遺伝子（Cyp2b1）の著明な発現上昇との相関を実証した。さらに、アセタミプリド曝露マウス脳のリピドミクス解析では、脂肪酸およびFAHFAを含む15種の脂質に有意な変動が認められ、ROC解析によりAUC 0.9以上の神経毒性バイオマーカー候補を同定した。これにより、毒性発現の初期兆候を捉える評価系の構築に成功した。

自由記述の分野

環境毒性学・環境化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、micro-CTやリピドミクスといった先進的分析技術を毒性評価に導入し、薬剤による肝肥大や神経毒性に伴う分子レベルの変化を高精度かつ非侵襲的に検出可能とした点で、従来の毒性試験法を補完・革新する新たな枠組みを提示した。特に、FAHFAや飽和脂肪酸などの脂質の変動を指標とするバイオマーカー評価は、化学物質による影響の早期検出を可能にし、毒性発現機序の解明にも貢献する。また、動物を生かしたまま連続的に観察可能な手法は、3R原則を実現しうる有望な代替手段であり、将来的には国際的な化学物質リスク評価法への応用や標準化も視野に入る。これらの点から、本研究は学術的にも社会的にも高い意義を持つ。