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2012 年度 実施状況報告書

異物代謝能の個人差を考慮した化学物質のリスク評価法の開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 23590148
研究機関岡山大学

研究代表者

埴岡 伸光  岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (70228518)

研究分担者 成松 鎮雄  岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (20113037)
キーワード異物代謝酵素 / フタル酸ビス(2-エチルヘキシル)(DEHP) / モノ(2-エチルヘキシル)フタレート(MEHP) / HepG2細胞 / シトクロムP450(CYP) / 転写制御因子(NR)
研究概要

生体異物を解毒・活性化する「異物代謝酵素」の機能の個人差に着目し、ヒトを取り巻く化学物質のリスク評価法の開発を目指す。(1)ヒト人工多能性幹細胞(iPS細胞)や哺乳動物由来の不死化細胞における異物代謝酵素の環境的要因による変動メカニズムを分子レベルで解明する。(2)メタボロミクス手法を用いて異物代謝酵素の補因子の生合成経路に関与する生体内物質の化学物質による量的変動を網羅的に解析する。(3)モデル化学物質に内分泌化学物質などを用いてそのin vitro代謝の遺伝的要因に基づく異物代謝酵素の機能変動を多角的に解析・整理して各個人の体質を考慮した化学物質のリスク評価法を開発する。
本年度は、ヒト肝癌由来のHepG2細胞におけるフタル酸ビス(2-エチルヘキシル)(DEHP)及びその加水分解反応により生成するモノ(2-エチルヘキシル)フタレート(MEHP)によるシトクロムP450(CYP)及びその発現制御を担う転写制御因子(NR)のmRNA変動を分子種レベルで詳細に検討した(CYP: 1A1, 1A2, 1B1, 2A6, 2C8, 2C8, 2C19, 2D6, 2E1, 3A4, 3A5; NR: AhR, CAR, GR, PXR, RXR)。リアルタイムRT-PCR解析の結果、MEHP処置細胞のCYP1A1、CYP2B6及CYP3A4 mRNAレベルは、DEHP処置細胞のそれぞれ約4倍、6倍及び3倍であった。また、MEHP処置細胞におけるAhR、CAR及びPXR3 mRNAレベルもDEHP処置細胞のそれぞれ約3倍、4倍及び12倍高かった。しかし、CYP1A1、CYP2B6及CYP3A4以外のCYP分子種のmRNA発現レベルは、MEHP処置細胞の方が低かった。これらの結果から、DEHPの代謝的活性化は各CYP分子種の著しい発現変動により惹起される可能性が示唆された。

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

申請者は、これまでにヒトにおけるDEHPの加水分解反応に関与する酵素の特性をin vitro系で追究してきた。これらの成果を踏まえて、本年度は、ヒトにおけるフタル酸エステル類のリスク評価法を確立するための一環として、DEHP及びMEHPのHepG2細胞におけるCYP及びNRのmRNA発現に及ぼす影響について検討した。リアルタイムRT-PCR分析の結果、HepG2細胞においてDEHP及びMEHPは、CYP1A1、CYP2B6及CYP3A4並びにAhR、CAR及びPXR3 mRNAレベルを増加させることが明らかとなった。これらの検討は、ヒト由来細胞株におけるフタル酸エステル類の影響を異物代謝酵素の見地からの初めて網羅的発現解析であることを示すものである。従って、本年度の検討及びそれらの成果は、本課題の当初の計画を概ね達成したものと考える。

今後の研究の推進方策

今後は、以下の研究を推進する予定である。
1)化学物質の毒性発現及び代謝の標的臓器として小腸を想定し、iPS細胞を腸管に分化させた細胞及びCaco-2細胞における異物代謝酵素の発現解析並びに対象化学物質による異物代謝酵素の変動をmRNA、タンパク質及び酵素機能の観点から多角的に解析する。
2)化学物質の代謝の個人差を明らかにするために、(1)個人小腸ミクロゾーム(市販;すくなともそれぞれ5例以上)を及び小腸発現異物代謝酵素のリコンビナント酵素を用いて対象化学物質のin vitro代謝試験系を構成し、酵素反応を行う。(2)小腸における代謝プロファイル(経路及び生成物)の個人差を整理し、その規則性を解析する。
3)異物代謝酵素の補酵素(NADH及びUDPGA)の生合成に及ぼす対象化学物質の影響についてメタボローム解析を行う。

次年度の研究費の使用計画

当研究室には細胞培養のための設備並びに異物代謝酵素の発現解析(mRNA及びタンパク質)のための装置などは所有している。一方では、細胞培養及びリコンビナント酵素の作製などの試薬や器具、並びに個人肝・小腸ミクロゾームを十分量必要とする。そのため、平成25年度の研究費のほとんどは消耗品に充てる。研究成果は学会や国際誌に発表する予定であり、旅費(学会参加のための旅費)やその他(英文校正料)にもそれぞれ5万円以下ずつ充てることを検討している。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] Effect of aflatoxin B1 on UDP-glucuronosyltransferase mRNA expression in HepG2 cells2012

    • 著者名/発表者名
      Hanioka N, Nonaka Y, Saito K, Kataoka H, Narimatsu S
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 89(5) ページ: 526-529

  • [雑誌論文] Hydrolysis of di-n-butyl phthalate, butylbenzyl phthalate and di(2-ethylhexyl) phthalate in human liver microsomes2012

    • 著者名/発表者名
      Hanioka N, Takahara Y, Takahara Y, Tanaka-Kagawa T, Jinno H, Narimatsu S
    • 雑誌名

      Chemospher

      巻: 89(9) ページ: 1112-1117

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stereoselective glucuronidation of carvedilol in human liver and intestinal microsomes2012

    • 著者名/発表者名
      Hanioka N, Tanaka S, Moriguchi Y, Narimatsu S
    • 雑誌名

      Pharmacology

      巻: 90(3-4) ページ: 117-124

    • DOI

      10.1159/000340020

    • 査読あり
  • [学会発表] イヌUDP-グルクロン酸転移酵素1A1のcDNAクローニング及びタンパク質発現2013

    • 著者名/発表者名
      廣瀨里保,三宅祐加,神野透人,香川(田中)聡子,埴岡伸光,成松鎭雄
    • 学会等名
      日本薬学会第133年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20130327-20130330
  • [学会発表] マイクロ空間プレートを用いた3次元培養MCF-7細胞に及ぼすエストラジオールの影響2013

    • 著者名/発表者名
      伊豆野祥太郎,埴岡伸光,綾野賢,江尻洋子,内藤真策,成松鎭雄
    • 学会等名
      日本薬学会第133年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20130327-20130330
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来腸管上皮細胞様細胞におけるUDP-グルクロン酸転移酵素の発現解析2013

    • 著者名/発表者名
      畠山和久,埴岡伸光,黒瀬光一,松永民秀,成松鎭雄
    • 学会等名
      日本薬学会第133年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20130327-20130330
  • [学会発表] HepG2細胞におけるフタル酸ビス(2-エチルヘキシル)及びその加水分解代謝物のシトクロムP450 mRNA発現に及ぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      三瀧由望,伊豆野祥太郎,神野透人,香川(田中)聡子,埴岡伸光,成松鎭雄
    • 学会等名
      日本薬学会第133年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20130327-20130330
  • [学会発表] Expression profiling of UDP-glucuronosyltransferases in HepG2 and MCF-7 cells cultured on micro-space plates2012

    • 著者名/発表者名
      伊豆野祥太郎,埴岡伸光,綾野賢,江尻洋子,内藤真策,成松鎭雄
    • 学会等名
      日本薬物動態学会第27回年会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      20121120-20121122
  • [学会発表] Effect of UDP-glucuronosyltransferase 1A8 polymorphism on raloxifene glucuronidation2012

    • 著者名/発表者名
      古川由貴,岸直樹,神野透人,香川(田中)聡子,埴岡伸光,成松鎭雄
    • 学会等名
      日本薬物動態学会第27回年会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      20121120-20121122
  • [学会発表] cDNA cloning and functional characterization of miniature pig UDP-glucuronosyltransferase 1A12012

    • 著者名/発表者名
      三宅祐加,真弓慶,神野透人,香川(田中)聡子,埴岡伸光,成松鎭雄
    • 学会等名
      日本薬物動態学会第27回年会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      20121120-20121122
  • [学会発表] ヒト及びカニクイザルUDP-グルクロン酸転移酵素1A9の酵素機能比較2012

    • 著者名/発表者名
      山本康平,向井麻莉菜,岸直樹,埴岡伸光,香川(田中)聡子,神野透人,成松鎭雄
    • 学会等名
      第51回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会
    • 発表場所
      松江
    • 年月日
      20121110-20121111
  • [学会発表] フタル酸ジエステル類の代謝に関与する加水分解酵素の種差2012

    • 著者名/発表者名
      高原有香,高原佑輔,埴岡伸光,成松鎭雄
    • 学会等名
      第51回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会
    • 発表場所
      松江
    • 年月日
      20121110-20121111
  • [学会発表] ミニブタUGT1A1のcDNAクローニング及び酵素機能

    • 著者名/発表者名
      三宅祐加,真弓慶,神野透人,香川(田中)聡子,埴岡伸光,成松鎭雄
    • 学会等名
      第53回日本生化学会中国・四国支部例会
    • 発表場所
      岡山
  • [学会発表] ヒトiPS 細胞由来肝細胞様細胞におけるUDP-グルクロン酸転移酵素の発現解析

    • 著者名/発表者名
      畠山和久,花房弘之,松永民秀,黒瀬光一,斎藤嘉朗,埴岡伸光,成松鎭雄
    • 学会等名
      第53回日本生化学会中国・四国支部例会
    • 発表場所
      岡山
  • [学会発表] 変異型UGT1A8 酵素の機能:7-ヒドロキシ-4-トリフルオロメチルクマリンを基質に用いた解析

    • 著者名/発表者名
      古川由貴,岸直樹,神野透人,香川(田中)聡子,埴岡伸光,成松鎭雄
    • 学会等名
      第53回日本生化学会中国・四国支部例会
    • 発表場所
      岡山

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公開日: 2014-07-24  

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