生物多様性を考慮したレポータージーンアッセイによる都市排水の内分泌撹乱性国際比較

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23254003
• Section: 海外学術
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 田中 宏明 京都大学, 工学研究科 (70344017)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山下 尚之 京都大学, 工学研究科, 講師 (90391614) ; 中田 典秀 京都大学, 工学研究科, 助教 (00391615) ; 井原 賢 京都大学, 工学研究科, CREST研究院 (70450202) ; VIMAL Kumar 京都大学, 工学研究科, GCOE研究院 ; 井口 泰泉 大学共同利用機関法人自然科学研究機関, 教授 (90128588)
• Keywords: エストロゲン / 生理活性物質 / 内分泌かく乱 / 河川 / 下水処理水 / レポータージーンアッセイ / 流域比較 / 生物多様性

Research Abstract

本研究は、人口密度、下水道の状況、医薬品等の生理活性物質の使用状況が異なる英国、韓国、中国の都市化が進展している流域で、河川水質モデルを構築し、下水に起因するホルモンやホルモン様物質による水環境汚染の著しいホットスポットを推定する。同時に現地採水し、ホルモンおよびホルモン様物質を機器分析するとともに、ホルモン様作用を多様な水生生物のホルモンリセプターを組み込んだレポータージーンアッセイで総括的に評価し、日本との汚染の相違の比較と今後の対策の検討を行う。第1に流域モデルの検証データを収集するため、各国の河川にて河川水を採水し、人の排泄物由来の各種ホルモンの水中濃度レベルを実測する。調査を行う場所を選定するため、モデル計算を行い、調査地点の絞り込み、限られた現地実測データから年間を通した濃度分布を推定する。第2に魚類のエストロゲン感受性を踏まえ、下水、下水処理水、環境水をリスク評価する。ヒト、メダカ、ゼブラフィッシュ、ファットヘッドミノ、イトヨなどのエストロゲン受容体を組み込んだレポータージーンアッセイを、混合物である環境水に適用し、生態系への影響度を評価、比較する。また、ホルモンやホルモン様物質を化学分析し、ホルモン様活性と比較する。また、分画の手法を用い、活性物質の同定を試みる。第3に,ホルモン及びホルモン様物質汚染の将来変化を予測し、対策を検討する。英国、日本、韓国、中国で現状の下水道整備レベル、生理活性物質の使用状況が異なる国間での・下水、下水処理水、河川水の活性レベルを比較し、その相違の原因を検討する。また、下水道の普及や下水処理の改善が行われる場合の活性レベルの変化を予想し、生態系への影響軽減を評価する。
今年度は、レポータージーンアッセイの環境試料への適用方法を検討し、日本の下水、下水処理水、河川水への適用性を検討した。またエストロゲン、ノニルフェノールなどについて環境試料の分析装置を導入し、分析法を開発した。中国、韓国での現地採水とエストロゲン、生理活性物質の抽出を現地で行い、国内で濃縮カラムからの溶出および分析を行った。さらに英国で開発された予測モデルを試験的に使用し、英国河川の一部で生理活性物質の濃度を試算した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

レポータージーンアッセイ、分析方法の測定系の立ち上げが順調に行え、中国、韓国での流域の絞り込みと現地調査を行えた。また英国での河川での濃度予測モデルを使った、試算を行うことが予定通りできた。

Strategy for Future Research Activity

レポータージーンアッセイと機器分析の比較を進める。海外調査を継続して実施し、データ取得を進める。また英国、日本でのモデルによる予測を進める予定である。

Research Products

• [Journal Article] Comparative responsiveness to natural and synthetic estrogens of fish species commonly used in the laboratory and field monitoring (2012)
  • Author(s): Lange, A., Katsu, Y., Miyagawa, S., Ogino, Y., Urushitani, H., Kobayashi, T., Hirai, T., Shears, J.A., Nagae, M., Yamamoto, J., Ohnishi, Y., Oka, T., Tatarazako, N., Ohta, Y., Tyler, C.R., Iguchi, T.
  • Journal Title: Aquat.Toxicol. Volume: 109 Pages: 250-258
  • DOI: 10.1016/j.aquatox.2011.09.004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gene expression profiles in the testis associated with testis-ova in adult Japanese medaka exposed to 17-ethinylestradiol (2012)
  • Author(s): Hirakawa, I., Miyagawa, S., Katsu, Y., Kagami, Y., Tatarazako, N., Kobayashi, T., Kusano, T., Mizutani, T., Ogino, T., Ohta, Y., Iguchi, T.
  • Journal Title: Chemosphere Volume: 87 Pages: 668-674
  • DOI: 10.1016/j.chemosphere.2011.12.047
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Estrogen receptors in medaka (Oryzias latipes) and estrogenic environmental contaminants : an in vitro-in vivo correlation (2011)
  • Author(s): Chakraborty, T., Katsu, Y., Zhou, L.Y., Miyagawa, S., Nagahama, Y., Iguchi, T.
  • Journal Title: J.Steroid Biochem.Mol.Biol. Volume: 123 Pages: 115-121
  • DOI: 10.1016/j.jsbmb.2010.11.015
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Differential expression of three estrogen receptor subtype mRNAs in gonads and liver from embryos to adults of the medaka, Oryzias latipes (2011)
  • Author(s): Chakraborty, T., Shibata, Y., Zhou, L.Y., Katsu, Y., Iguchi, T., Nagahama, Y.
  • Journal Title: Mol.Cell.Endocrinol. Volume: 333 Pages: 47-54
  • DOI: 10.1016/j.mce.2010.12.002
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Implications of persistent exposure to treated wastewater effluent for breeding in wild roach (Rutilus rutilus) populations (2011)
  • Author(s): Lange, A., Paull, G.C., Hamilton, P.B., Iguchi, T., Tyler, C.R.
  • Journal Title: Environ.Sci.Technol. Volume: 45 Pages: 1673-1679
  • DOI: 10.1021/es103232q
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cloning, expression and functional characterization of carp Cyprinus carpio estrogen receptors and their differential activations by estrogens (2011)
  • Author(s): Katsu, Y., Lange, A., Miyagawa, S., Urushitani, H., Tatarazako, N., Kawashima, Y., Tyler, C.R., Iguchi, T.
  • Journal Title: J.Appl.Toxicol.
  • DOI: 10.1002/jat.1707
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] How seasonality affects the flow of estrogens and their conjugates in one of Japan's most populous catchments (2011)
  • Author(s): V.Kumar, N.Nakada, N.Yamashita, A.C.Johnson, H.Tanaka
  • Journal Title: Environmental Pollution Volume: 159 Pages: 2906-2912
  • DOI: 10.1016/j.envpol.2011.04.038
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The arrival and discharge of conjugated estrogens from a range of different sewage treatment plants in the UK (2011)
  • Author(s): Kumar, V., Nakada, N., Yasojima, M., Yamashita, N., Johnson, A.C., Tanaka, H.
  • Journal Title: Chemosphere Volume: 82 Pages: 1124-1128
  • DOI: 10.1016/j.chemosphere.2010.11.040
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 水環境保全に向けた微量化学物質の制御とその分析 (2012)
  • Author(s): 田中宏明
  • Organizer: 第55回日本環境化学会講演会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀(東京都)(招待講演)
  • Year and Date: 2012-02-24
• [Presentation] 淀川におけるPPCPs汚染と対策技術 (2012)
  • Author(s): 田中宏明
  • Organizer: 京都大学GCOE水処理技術に関する国際シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都大学桂キャンパス(京都市)(招待講演)
  • Year and Date: 2012-02-21
• [Presentation] 微量化学物質による水環境問題とは?～内分泌かく乱物質から医薬品まで～ (2012)
  • Author(s): 田中宏明
  • Organizer: 第57回日本水環境学会セミナー「微量化学物質による水環境問題の最新動向」
  • Place of Presentation: 自動車会館大会議室(東京都)(招待講演)
  • Year and Date: 2012-01-26
• [Presentation] イトヨ腎臓での男性ホルモン刺激によるスピギン合成にはARαが必須である (2011)
  • Author(s): 長江真樹, 松尾昴, 瀬川卓也, 東藤孝, 勝義直, 井口泰泉, Alexander P.Scott, Ioanna Katsiadaki
  • Organizer: 第14回環境ホルモン学会研究発表会
  • Place of Presentation: 東京大学山上会館(東京都)
  • Year and Date: 2011-12-01
• [Presentation] トビハゼを用いた干潟における環境ホルモン汚染の影響評価 (2011)
  • Author(s): 鈴木絢子, 長江真樹, 征矢野清
  • Organizer: 第14回環境ホルモン学会研究発表会
  • Place of Presentation: 東京大学山上会館(東京都)
  • Year and Date: 2011-12-01
• [Presentation] 下水高度処理による、エストロゲン・抗エストロゲン様作用の変化 (2011)
  • Author(s): 井原賢、大野満理子、Vimal Kumar、成宮正倫、花本征也、中田典秀、山下尚之、加藤康弘、青木未知子、宮川信一、井口泰泉、田中宏明
  • Organizer: 第14回環境ホルモン学会研究発表会
  • Place of Presentation: 東京大学山上会館(東京都)
  • Year and Date: 2011-12-01
• [Presentation] 種間差を考慮したレポータージーンアッセイによる、下水のエストロゲン様作用および抗エストロゲン様作用の評価 (2011)
  • Author(s): 大野満理子、井原賢、Vimal Kumar、成宮正倫、花本征也、中田典秀、山下尚之、宮川信一、井口泰泉、田中宏明
  • Organizer: 第14回環境ホルモン学会研究発表会
  • Place of Presentation: 東京大学山上会館(東京都)
  • Year and Date: 2011-12-01
• [Presentation] Evaluation of the endocrine disrupting activity of wastewater and reclaimed water (2011)
  • Author(s): Masaru Ihara, Mariko Ohno, Vimal Kumar, Masanori Narumiya, Seiya Hanamoto, Norihide Nakada, Naoyuki Yamashita, Yasuhiro Kato, Michiko Aoki, Shinichi Miyagawa, Taisen Iguchi, Hiroaki Tanaka
  • Organizer: GCOE seminar on occurrence and management of emerging contaminants in Japan and UK
  • Place of Presentation: 流域圏総合環境質研究センター(大津市)
  • Year and Date: 2011-12-01
• [Presentation] Fate of wastewater effluent estrogen/anti-estrogen activities during advanced wastewater treatment (2011)
  • Author(s): Masaru Ihara, Mariko Ohno, Vimal Kumar, Masanori Narumiya, Seiya Hanamoto, Norihide Nakada, Naoyuki Yamashita, Yasuhiro Kato, Michiko Aoki, Shinichi Miyagawa, Taisen Iguchi, Hiroaki Tanaka
  • Organizer: 13th UK-Japan Annual Scientific Workshop of the UK-Japan Partnership
  • Place of Presentation: ANA Hotel NAGASAKI GLOVERHILL(長崎市)
  • Year and Date: 2011-12-01
• [Presentation] Evaluation of estrogenic and anti-estrogenic activity of wastewater by reporter gene assay considering interspecies sensitivity (2011)
  • Author(s): Mariko Ohno, Masaru Ihara, Vimal Kumar, Masanori Narumiya, Seiya Hanamoto, Norihide Nakada, Naoyuki Yamashita, Yasuhiro Kato, Michiko Aoki, Shinichi Miyagawa, Taisen Iguchi, Hiroaki Tanaka
  • Organizer: 13th UK-Japan Annual Scientific Workshop of the UK-Japan Partnership
  • Place of Presentation: ANA Hotel NAGASAKI GLOVERHILL(長崎市)
  • Year and Date: 2011-12-01
• [Presentation] Fate of endocrine disrupting chemicals and emerging contaminants in the environment and their remediation (2011)
  • Author(s): Hiroaki TANAKA Kyoto University Mizuhiko MINAMIYAMA
  • Organizer: 13th UK-Japan Annual Scientific Workshop of the UK-Japan Partnership
  • Place of Presentation: ANA Hotel NAGASAKI GLOVERHILL(長崎市)
  • Year and Date: 2011-12-01
• [Presentation] 水循環系における都市排水由来の新規汚染物質問題 (2011)
  • Author(s): 田中宏明
  • Organizer: 平成23年度水処理生物学会、シンポジウム『水の利用可能性と環境微生物』
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス(草津市)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-11-16
• [Presentation] 種間差を考慮した、下水試料および河川水のエストロゲン様作用の評価 (2011)
  • Author(s): 大野満理子、井原賢, Vimal Kumar, 花本征也, 成宮正倫, 宮川信一, 井口泰泉, 田中宏明
  • Organizer: 第48回環境工学研究フォーラム
  • Place of Presentation: 大同大学(名古屋市)
  • Year and Date: 2011-11-01
• [Presentation] Emerging pollution derived from daily life activities in the water environment (2011)
  • Author(s): Hiroaki Tanaka, Takashi Azuma, Ghosh Gopal Chandra, Norihide Nakada, Naoyuki Yamashita
  • Organizer: Seoul International Symposium on Waterworks 2011
  • Place of Presentation: 大韓商工会議所(韓国)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-01
• [Presentation] 使用方法の異なるPPCPsをマーカーとして用いた河川水の生活排水等による汚濁パターンの分類法の開発 (2011)
  • Author(s): 三浦嘉仁、山城詩織、山中潤二、久保隆、長江真樹、有薗幸司、高尾雄二
  • Organizer: 第20回環境化学討論会
  • Place of Presentation: 熊本県立大学(熊本市)
  • Year and Date: 2011-07-01
• [Presentation] Evaluation on endocrine disrupting activity and interspecies sensitivies of wastewater samples using the reporter gene assay derived from different organism (2011)
  • Author(s): Mariko Ohno, Masaru Ihara, Vimal Kumar, Masanori Narumiya, Seiya Hanamoto, Shinichi Miyagawa, Taisen Iguchi, Hiroaki Tanaka
  • Organizer: IWA MICROPOL 2011
  • Place of Presentation: ニューサウスウェールズ大学(オーストラリア)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-07-01
• [Presentation] Occurrence of Pharmaceuticals and personal care products in aquatic environment around Shenzhen (2011)
  • Author(s): Seiya Hanamoto, Norihide Nakada, Naoyuki Yamashita, Makoto Yasojima, Hiroaki Tanaka
  • Organizer: GCOE seminar on water and the environment in Asia and U.S.
  • Place of Presentation: 流域圈総合環境質研究センター(大津市)
  • Year and Date: 2011-06-01