核内受容体結合能およびホルモン活性同時測定法による化学物質リスク評価

文献情報

• 文献番号: 200736011A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 核内受容体結合能およびホルモン活性同時測定法による化学物質リスク評価
• 課題番号: H17-化学-一般-011
• 研究年度: 平成19(2007)年度
• 研究代表者(所属機関): 下東 康幸(九州大学大学院 理学研究院)

研究分担者(所属機関)

• 野瀬　健(九州大学大学院　理学研究院)
• 松島　綾美(九州大学大学院　理学研究院)
• 下東　美樹(福岡大学　理学部)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 健康安全確保総合研究 化学物質リスク研究
• 研究開始年度: 平成17(2005)年度
• 研究終了予定年度: 平成19(2007)年度
• 研究費: 25,200,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

化学物質の内分泌かく乱作用性を高精度に予測する方法として、「化学物質のホルモン受容体への結合に伴う受容体コンホメーション変化を感知・センシングする」という、新しい着想に基づく「ホルモンの受容体結合性およびホルモン活性の同時測定評価法」の開発に我々は成功した。そして、このセンシング抗体法を、エストロゲン受容体とアンドロゲン受容体について「化学物質の内分泌かく乱作用性の順位予測法」として確立した。内分泌かく乱作用は、核内受容体が複合的に関与する複雑な制御機構に対して化学物質が影響を及ぼす結果として発現される可能性が高い。本研究では、それぞれの核内受容体に対するコンホメーション変化センシング抗体の一般的な設計・調製法およびアッセイ法を確立し、ヒト核内受容体48種すべてに対する環境化学物質の内分泌かく乱作用性の予測・順位付けを行うことを目的とする。また、新たに発見された核内受容体反応性の化学物質について、受容体応答性の詳密解析を実施することを目的とする。

研究方法

抗原ペプチドを化学合成し、ウサギ・ポリクローナル抗体、マウス・モノクローナル抗体、ファージ抗体を作製する。これらを用いて競合ELISAを基盤としたセンシング抗体アッセイ法を確立し、化学物質の内分泌かく乱作用性の順位付けを行う。

結果と考察

核内受容体全48種の46種について抗体作製を完了し、27種のセンシング抗体アッセイ法を確立した。こうしたなか、その低用量効果が現在最大の問題になっているビスフェノールＡがエストロゲン関連受容体γ型（ERRγ）に非常に強く結合する詳しい構造活性相関の解析に成就した。ビスフェノールＡは試験した受容体のうちERRγ以外に結合するものは無く、そのERRγへの結合はきわめて特異的、選択的であることが判明した。これらの結果は「ビスフェノールＡの低用量効果」がERRγを介して発現される内分泌かく乱作用である可能性を強く示唆した。また、ERRγに強く結合する化合物としてビスフェノールＥなど数種を発見した。

結論

化学物質リスク研究においては、ヒト核内受容体48種すべてを標的とすること必要であり、コンホメーション変化センシング抗体アッセイはこれを可能とする優れた試験法である。ビスフェノールＡの低用量効果」がERRγを介して発現される内分泌かく乱作用である可能性が強い。

公開日・更新日

• 公開日: 2008-04-08
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 200736011B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 核内受容体結合能およびホルモン活性同時測定法による化学物質リスク評価
• 課題番号: H17-化学-一般-011
• 研究年度: 平成19(2007)年度
• 研究代表者(所属機関): 下東 康幸(九州大学大学院 理学研究院)

研究分担者(所属機関)

• 野瀬　健(九州大学大学院　理学研究院)
• 松島　綾美(九州大学大学院　理学研究院)
• 下東　美樹(福岡大学　理学部)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 健康安全確保総合研究 化学物質リスク研究
• 研究開始年度: 平成17(2005)年度
• 研究終了予定年度: 平成19(2007)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

化学物質の内分泌かく乱作用性を高精度に予測する方法として、「化学物質のホルモン受容体への結合に伴う受容体コンホメーション変化を感知・センシングする」という、新しい着想に基づく「ホルモンの受容体結合性およびホルモン活性の同時測定評価法」の開発に我々は成功した。そして、このセンシング抗体法を、エストロゲン受容体とアンドロゲン受容体について「化学物質の内分泌かく乱作用性の順位予測法」として確立した。内分泌かく乱作用は、核内受容体が複合的に関与する複雑な制御機構に対して化学物質が影響を及ぼす結果として発現される可能性が高い。本研究では、それぞれの核内受容体に対するコンホメーション変化センシング抗体の一般的な設計・調製法およびアッセイ法を確立し、ヒト核内受容体48種すべてに対する環境化学物質の内分泌かく乱作用性の予測・順位付けを行うことを目的とする。また、新たに発見された核内受容体反応性の化学物質について、受容体応答性の詳密解析を実施することを目的とする。

研究方法

抗原ペプチドを化学合成し、ウサギ・ポリクローナル抗体、マウス・モノクローナル抗体、ファージ抗体を作製する。これらを用いて競合ELISAを基盤としたセンシング抗体アッセイ法を確立し、化学物質の内分泌かく乱作用性の順位付けを行う。

結果と考察

核内受容体全48種の46種について抗体作製を完了し、27種のセンシング抗体アッセイ法を確立した。エストロゲン受容体ERについては500化学物質の試験を実施し、内分泌かく乱作用性の順位予測を行ったが、特に注意すべき化合物は見受けられなかった。こうしたなか、その低用量効果が現在最大の問題になっているビスフェノールＡが48種の一つ、エストロゲン関連受容体γ型（ERRγ）に非常に強く結合することを発見した。ERRγへの結合はきわめて特異的、選択的であり、低用量効果がERRγを介して発現される内分泌かく乱作用である可能性を強く示唆した。また、ERRγに強く結合する化合物数種を発見した。

結論

化学物質リスク研究においては、ヒト核内受容体48種すべてを標的とすること必要であり、コンホメーション変化センシング抗体アッセイはこれを可能とする優れた試験法である。ビスフェノールＡの低用量効果」がERRγを介して発現される内分泌かく乱作用である可能性が強い。

公開日・更新日

• 公開日: 2008-04-10
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 200736011C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: ビスフェノールＡがエストロゲン関連受容体γ型（ERRγ）に非常に強く結合する事を世界で初めて発見した。これは、内分泌かく乱化学物質がヒト核内受容体の真正なリガンドとなり得ることを初めて明らかとした重要な成果であり、米国国立衛生研究所が発行元の国際学術誌Environmental Health Perspectives等に掲載され、現在大きな反響を呼んでいる。この成果は、開発中のセンシング抗体アッセイ法などによりヒト核内受容体４８種類のすべてを対象として調査すべきであることを明確に示した
• 臨床的観点からの成果: （臨床的要素を含まない基礎研究であるため該当なし）
• ガイドライン等の開発: （現時点で該当なし）
• その他行政的観点からの成果: 本研究は、胎児、乳幼児の脳神経系での悪影響が強く懸念されているビスフェノールＡの特異的核内受容体ERRγの同定に成就したように、化学物質に対して脆弱な集団を保護するために有害性評価を国際的な協調のもとで推進しようとする厚生労働行政における「化学物質リスク研究事業」の本質的な部分を直接的に推進するものである。化学物質のスクリーニングに加えて、ヒト核内受容体のスクリーニングの必要性を明らかとするなど、評価方法の本質的な要件のあり方を明確に示した。
• その他のインパクト: 現在アメリカで社会問題化している「ビスフェノールＡとほ乳びん」論争に関連して、イギリスの王立化学会の学会誌Chemistry Worldの2008年4月号の記事に「ビスフェノールＡの特異的受容体ERRγの発見」が新しい展開として紹介された。ビスフェノールＡとERRγの結合体のＸ線結晶構造を解析し、内分泌かく乱化学物質がその受容体に結合することを世界で初めて明らかとしたが、これはWebサイトで「2007年の分子」として紹介されている。

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 26件
• その他論文(和文): 1件
• その他論文(英文等): 0件
• 学会発表(国内学会): 74件
• 学会発表(国際学会等): 19件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計0件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 1件 ; 環境ホルモン学会のニュースレター５巻3号に「研究最前線」のトップ記事として「ビスフェノールＡの特異的受容体ERRγの発見」が掲載。

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: S. Takayanagi, T. Tokunaga, X. Liu, et al.; Endocrine disruptor bisphenol A strongly binds to human estrogen-related receptor γ (ERRγ) with high cinstitutive activity; Toxicol. Lett. , 195 , 95-105 (2006)
• 原著論文2: T. Honda, A. Matsushima, K. Sumida, et al.; Structural isoforms of the circadian neuropeptide PDF expressed in the optic lobes of the cricket Gryllus bimaculatus: Immunocytochemical evidence from specific monoclonal antibodies; J. Comp. Neurol. , 499 , 404-421 (2006)
• 原著論文3: X. Lui., A. Matsushima., H. Okada, et al. ; Receptor binding characteristics of endocrine disruptor bisphenol A. Chief and CorroborativeHydrogen Bonds of Bisphenol A Phenol-hydroxyl Group with Arg316 and Glu275 Residues in the Human Nuclear Receptor of Estrogen-related Receptor γ (ERRγ); FEBS J. , 274 , 6340-6351 (2007)
• 原著論文4: A. Matsushima., K. Takano, T. Yoshida, et al.; Double-labeled in situ Hybridization Reveals the Lack of Co-localization of mRNAs for the Circadian Neuropeptide PDF and FMRFamide in Brains of the Flies Musca domestica and Drosophila melanogaster; J. Biochem. , 141 , 867-877 (2007)
• 原著論文5: A. Matsushima., Y., Kakuta, T. Teramoto, et al.; Structural Evidence for Endocrine Disruptor Bisphenol A Binding to Human Nuclear Receptor ERRγ.; J. Biochem. , 142 , 517-524 (2007)
• 原著論文6: H. Okada., T. Tokunaga., Lui, X., et al.; Direct Evidence Revealing Structural Elements Essential for the High Binding Ability of Bisphenol A to Human Estrogen-related Receptor γ (ERRγ).; Environ. Health Perspect. , 116 , 32-38 (2008)
• 原著論文7: K. Isozaki, J. Li, K. Okada, et al.; Design Synthesis of Highly Potent Antagonist of ORL1 Nociceptin Receptor; Bioorg. Med. Chem. , 16 , 2635-2664 (2008)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-06-01
• 更新日: -