海産生物に対する臭素化ダイオキシンの毒性リスク評価

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K21204
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 平野 将司 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 研究員 (20554471)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 環境化学物質 / 臭素化ダイオキシン / 生態毒性 / 甲殻類

Outline of Annual Research Achievements

臭素化ダイオキシン類（PBDDs）は、各同族体において塩素化ダイオキシン類と相対毒性強度がオーバーラップしているが、PBDDsに関する国際的な毒性評価は定まっていない。また、低臭素化ダイオキシンは海洋起源と考えられ、海産生物から検出されるが、毒性機序またリスク評価については不明である。本研究は、海産無脊椎動物を対象として、沿岸環境におけるPBDDs毒性リスクを評価することが目的である。本年度は、海産生物から高濃度検出される低臭素化ダイオキシン、1,3,7-TriBDDを海産アミ類に暴露し、RNA-seqによるトランスクリプトーム解析した。これに加えて、残留性有機汚染物質（有機塩素化合物）や工業用化学物質の環境汚染物質を暴露し、1,3,7-TriBDDによる転写産物の応答と比較した。各化学物質による発現変動遺伝子をK-meansクラスタリングで3つのクラスター（変動なし・誘導・抑制）に分け、1,3,7-TriBDDによって発現抑制した遺伝子群に着目したところ、筋収縮に関与する遺伝子の抑制が強く認められたことから、行動異常などを引き起こす可能性が推察された。さらに、主成分分析から、PBDD、有機塩素化合物や工業用化学物質の暴露によるアミ類転写応答のマップを構築したところ、1,3,7-TriBDDは有機塩素系化合物とは異なる毒性パスウェイを示すことを明らかにし、臭素化ダイオキシンの海産生物への毒性に関する基礎情報を得ることができた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は、海産生物に蓄積するPBDDsの異性体組成、またAHRを指標としたダイオキシン様活性の基礎知見があったことから、評価対象とするPBDDs異性体の絞り込みをスムーズに行えた。また、次世代シークエンスを用いたRNA-Seq解析に着手することができ、有機塩素化合物とは異なる毒性発現を引き起こすことが明らかとなった。転写産物の配列情報を多く取得することもできたため、順調に進展していると評価した。

Strategy for Future Research Activity

PBDDsによって筋収縮に関係する遺伝子発現が顕著に抑制されていたことから、次年度は行動を指標としたin vivoでの毒性影響を濃度依存的に解析することで最小作用濃度を明らかにし、リスク評価へ繋げる予定である。また、その毒性発現機序を究明するため、PBDDs応答遺伝子群についてネットワーク解析などバイオインフォマティクスによる詳細な解析を行う予定である。さらに、甲殻類のみならずPBDDs高蓄積がみられる二枚貝などの海産生物への影響を評価することも計画している。

Research Products

• [Journal Article] In vitro and in silico evaluation of transactivation potencies of avian AHR1 and AHR2 by endogenous ligands: implications for the physiological role of avian AHR2 (2016)
  • Author(s): Kim, I.S., Hwang, J.H., Hirano, M., Iwata, H. and Kim, E.Y.
  • Journal Title: Comp. Biochem. Physiol. C. Volume: 187 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1016/j.cbpc.2016.03.011.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] In vitro and in silico analyses for predicting hepatic cytochrome P450-dependent metabolic potencies of polychlorinated biphenyls in the Baikal seal (2015)
  • Author(s): Yoo, J., Hirano, M., Mizukawa, H., Nomiyama, K., Agusa, T., Kim, E.Y., Tanabe, S. and Iwata, H.
  • Journal Title: Environ. Sci. Technol. Volume: 49 Pages: 14588-14596
  • DOI: 10.1021/acs.est.5b03890.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] In silico and in vitro screening of the effects of PPCPs on mysid ecdysteroid receptor signaling (2015)
  • Author(s): Hirano, M., Ohno, Y., Iwata, H.
  • Organizer: 第18回環境ホルモン学会
  • Place of Presentation: 自治医科大学（栃木県・下野市薬師寺）
  • Year and Date: 2015-12-10 – 2015-12-11
• [Presentation] Effects of prenatal exposure to bisphenol A on the liver transcriptome of rat offspring (2015)
  • Author(s): Nguyen, T.H., Yamamoto, K., Agusa, T., Hirano, M., Ochiai, M., Kim, E.Y. Iwata, H.
  • Organizer: 第18回環境ホルモン学会
  • Place of Presentation: 自治医科大学（栃木県・下野市薬師寺）
  • Year and Date: 2015-12-10 – 2015-12-11
• [Presentation] OH-PCBsによるバイカルアザラシ エストロゲン受容体α・β転写活性化能の評価 (2015)
  • Author(s): 芳之内結加, 平野将司, 野見山桂, 田辺信介, 金恩英, 岩田久人
  • Organizer: 第18回環境ホルモン学会
  • Place of Presentation: 自治医科大学（栃木県・下野市薬師寺）
  • Year and Date: 2015-12-10 – 2015-12-11
• [Presentation] トランスクリプトーム解析によるPCBsを曝露したイヌへの影響評価 (2015)
  • Author(s): 田村沙弥, Yoo Jean, 水川葉月, 阿草哲郎, 平野将司, 江口哲史, 見野山桂, 田辺信介, 金恩英, 岩田久人
  • Organizer: 第18回環境ホルモン学会
  • Place of Presentation: 自治医科大学（栃木県・下野市薬師寺）
  • Year and Date: 2015-12-10 – 2015-12-11
• [Presentation] 鳥類の化学物質感受性を規定する分子機序 (2015)
  • Author(s): 岩田久人，平野将司，金恩英
  • Organizer: 第42回日本毒性学会学術年会，シンポジウム9 ~異物/薬物代謝の種差解明の最先端~
  • Place of Presentation: ホテル日航金沢（石川県・金沢市本町）
  • Year and Date: 2015-06-29 – 2015-07-01
  • Invited
• [Presentation] Hepatic cytochrome P450-dependent metabolic potency of polychlorinated biphenyls in the Baikal seal (Pusa sibitica) (2015)
  • Author(s): Yoo, J., Hirano, M., Mizukawa, H., Nomiyama, K., Agusa, T., Kim, E.Y., Tanabe, S., Iwata, H.
  • Organizer: The 18th Pollutant Responses in Marine Organisms (PRIMO) Symposium
  • Place of Presentation: Trondheim, Norway
  • Year and Date: 2015-05-24 – 2015-05-27
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Hepatic proteome analysis of Baikal seals contaminated with dioxins and related compounds (2015)
  • Author(s): Lauan, M.C., Agusa, T., Hirano, M., Yoo, J., Kim, E.Y., Iwata, H.
  • Organizer: The 18th Pollutant Responses in Marine Organisms (PRIMO) Symposium
  • Place of Presentation: Trondheim, Norway
  • Year and Date: 2015-05-24 – 2015-05-27
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Ecological factors affecting natural selection of avian AhR1 genotypes (2015)
  • Author(s): Hwang, J.H., Park, H.J., Park, J.Y., Bak, S.M., Hirano, M., Iwata, H., Park, Y.S., Kim, E.Y.
  • Organizer: The 18th Pollutant Responses in Marine Organisms (PRIMO) Symposium
  • Place of Presentation: Trondheim, Norway
  • Year and Date: 2015-05-24 – 2015-05-27
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] IN VITRO AND IN SILICO ASSESSMENT OF TRANSACTIVATION POTENCIES OF BAIKAL SEAL ESTROGEN RECEPTORS (2015)
  • Author(s): Yoshinouchi, Y., Shimizu, S., Lee, J.S., Hirano, M., Agusa, T., Suzuki, K.T., Nakata, H., Kim, E.Y., Iwata, H.
  • Organizer: The 18th Pollutant Responses in Marine Organisms (PRIMO) Symposium
  • Place of Presentation: Trondheim, Norway
  • Year and Date: 2015-05-24 – 2015-05-27
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] バイカルアザラシ エストロゲン受容体を介したビスフェノール類によるアンタゴニスト作用の評価 (2015)
  • Author(s): 芳之内結加, 清水沙千子, 李鎭善, 平野将司, 鈴木賢一, 中田晴彦, 金恩英, 岩田久人
  • Organizer: 第24回環境化学討論会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター(北海道・札幌市白石区)
  • Year and Date: 2015-05-24 – 2015-05-27