カタラーゼ遺伝子の変異を指標とした有害物理化学環境に対するリスク評価法の開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14570299
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 汪 達紘 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (90294404)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山岡 聖典 岡山大学, 医学部, 助教授 (00314683) ; 佐野 訓明 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (00294405) ; 筒井 研 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (70108158) ; 吉良 尚平 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (50033212) ; 益岡 典芳 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (20116502)
• Keywords: カタラーゼ欠損大腸菌 / アカタラセラミクスマウス / ヒポカタラセミクマウス / カタラーゼ変異遺伝子 / 過酸化水素 / カタラーゼ阻害剤 / ニトロベンゼン / DNA酸化損傷

Research Abstract

この研究ではカタラーゼ遺伝子を直接の指標とする有害物理化学環境に対する新しいリスク評価方法の開発を目指している。今年度はその基礎的実験条件の検討を目的とし、以下の成績を得た。
1.カタラーゼ欠損大腸菌UM255にカタラーゼ遺伝子変異マウス(normal mice : Cs^a、acatalasemicmice : Cs^b、hypocatalasemic mice : Cs^c)に由来したカタラーゼ変異遺伝子をそれぞれ成功に導入し、ウエスタンブロッティングによって、その形質転換菌に組み込まれたカタラーゼ遺伝子の発現を確認した。
2.カタラーゼ活性の異なる各菌株がH_2O_2に対する感受性について調べ、その結果、カタラーゼ欠損大腸菌UM255がH_2O_2による増殖抑制効果が最も高く、次で、acatalasemic、hypocatalasemic、normal形質転換菌の順になった。各菌株のカタラーゼ活性がH_2O_2に対する感受性と関連があることが明らかになった。
3.それぞれの菌株のH_2O_2に対する感受性の差異がカタラーゼ活性の差によるか否かを調べるために、カタラーゼ阻害剤アミノトリアゾールの効果を検討し、その結果、カタラーゼ阻害剤であるアミノトリアゾールを添加した場合では添加しない場合に比べてH_2O_2に対する抵抗性が減少した。このことからも、上記の各菌株がH_2O_2に対する感受性の差はカタラーゼ活性の差によると考えられる。
4.更に既知のDNA酸化損傷を引き起こす発癌物質ニトロベンゼンを使用して、各形質転換菌株に対する影響を検討した。その結果、カタラーゼ活性の低いacatalasemic、hypocatalasemicはnormalに比べて生存率が低く、菌株によって生存率に差があることが認められた。この生存率の差がカタラーゼ活性と関連していることから、ニトロベンゼンの細胞障害にH_2O_2或いは・OHが関与していることが示唆された。
次年度はこの形質転換菌を使用した化学物質の毒性発現が酸化的ストレスによるか否かのスクリーニング法を検討する。

Research Products

• [Publications] Da-hong Wang: "Animal model for oxidative stress research-Catalase mutant mice"Environmental Health and Preventive Medicine. 8(2)(in press). (2003)
• [Publications] 堀田 昌子: "カタラーゼ遺伝子の変異を指標とした有害化学物質に対するリスク評価法の開発(第1報)"日本衛生学雑誌. 58(1). 197-197 (2003)
• [Publications] 益岡 典芳: "ジエチルニトロソアミン投与アカタラセミアマウスにおけるビタミンEの効果"第14回ビタミンE研究会プログラム・アブストラクト. 21-21 (2003)