2018 Fiscal Year Annual Research Report
河川水汚染医薬品の生物影響解明に向けた細胞・行動薬理学的評価システムの確立
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17H01907
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
井原 賢 京都大学, 工学研究科, 特定助教 (70450202)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長江 真樹 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(環境), 教授 (00315227)
田中 宏明 京都大学, 工学研究科, 教授 (70344017)
征矢野 清 長崎大学, 海洋未来イノベーション機構, 教授 (80260735)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | セロトニントランスポーター / 抗うつ薬 / GPCR阻害薬 / 下水 / 魚曝露試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、培養細胞試験で発現させるトランスポーターを従来のヒト遺伝子ではなく魚遺伝子を用いた培養細胞試験を開発した。具体的には、データベース上でメダカおよびゼブラフィッシュのセロトニントランスポーター(SERT)遺伝子の塩基配列情報を入手し、その遺伝子を発現するプラスミドを市販のサービスによって合成した。そして、抗うつ薬の標準物質を用いて試験することで、魚SERT遺伝子の抗うつ薬に対する反応性を体系的に明らかにすることに世界で初めて成功した。興味深いことに、魚SERT遺伝子はヒトSERT遺伝子よりも抗うつ薬で強く阻害されることが明らかとなった。具体的には、50％阻害濃度（IC50）で比較した場合、魚SERTのIC50値はヒトSERTのIC50値に比べて、数倍～数十倍低い結果が得られた。つまり魚SERTはより低濃度の抗うつ薬で阻害を受けることを意味する。この情報は、抗うつ薬やGPCR標的薬が魚等の水生生物に与える影響を評価する上で極めて重要な情報を提供してくれる。メダカSERTとゼブラフィッシュSERTの間でも、IC50値に違いが検出された。同じ魚であっても種によって抗うつ薬に対する反応が異なることが予測される。
下水処理水に対しても抗うつ薬アッセイを行った。魚SERT遺伝子を用いた場合でも、ヒトSERT遺伝子を用いた場合と同様に、抗うつ薬活性が検出されることを確認した。
セルトラリンを用いてミナミメダカに曝露し、通常時の行動をビデオ観察することで行動異常の検証を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初計画していなかった、魚SERT遺伝子を用いた抗うつ薬アッセイを開発することに成功した。その結果、抗うつ薬がヒトSERTだけでなく魚SERTも阻害することを世界で初めて体系的に示すことに成功した。さらに、魚SERTの方がヒトSERTに比べて抗うつ薬の阻害を受けやすいことが明らかとなった。この成果は、水環境を汚染する抗うつ薬の水生生物影響を評価する上で水生生物の遺伝子を用いた試験で評価する必要があることを示唆している。また、下水処理水の試験からも、下水処理水中に魚SERTを阻害する医薬品が含まれていることを確認することに成功した。この点も当初想定以上の成果である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、下水中の抗うつ薬とGタンパク連結型受容体（G-protein Coupled Receptor： GPCR）の標的薬(GPCR標的薬)の生理活性を、開発した培養細胞試験を用いて調査する。
また、培養細胞試験で発現させるＧＰＣＲは、現在はヒト遺伝子を用いているが、魚遺伝子を用いた培養細胞試験の実現を目的とする。具体的には、データベース上でゼブラフィッシュのＧＰＣＲ遺伝子の塩基配列情報を入手し、その遺伝子を発現するプラスミドを市販のサービスによって合成する。標準物質を用いて試験することで、魚GPCR遺伝子のGPCR標的薬に対する反応性を確認するとともに、ヒト遺伝子との違いを明確化する。この情報は、抗うつ薬やGPCR標的薬が魚等の水生生物に与える影響を評価する上で極めて重要な情報を提供してくれる。
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