甲状腺に対する化学物質の影響を評価する手法の研究

文献情報

• 文献番号: 202325003A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 甲状腺に対する化学物質の影響を評価する手法の研究
• 課題番号: 21KD1003
• 研究年度: 令和5(2023)年度
• 研究代表者(所属機関): 豊田 武士(国立医薬品食品衛生研究所 安全性生物試験研究センター・病理部)

研究分担者(所属機関)

• 小川　久美子(国立医薬品食品衛生研究所　安全性生物試験研究センター　病理部)
• 石井　雄二(国立医薬品食品衛生研究所　安全性生物試験研究センター　病理部)
• 赤根　弘敏(国立医薬品食品衛生研究所　安全性生物試験研究センター　病理部)

• 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分野 化学物質リスク研究
• 研究開始年度: 令和3(2021)年度
• 研究終了予定年度: 令和5(2023)年度
• 研究費: 12,762,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

内分泌攪乱物質のヒト健康への影響は広く検討されているが、化学物質による抗甲状腺作用の評価方法については、いまだコンセンサスが得られていない。本研究では、国際機関および諸外国等における、甲状腺ホルモン攪乱化学物質の判定に利用可能な評価手法ならびに評価実績の情報収集を実施するとともに、ラット組織を用いた病理組織学的・免疫組織化学的検索による、化学物質の甲状腺影響のin vivo評価法確立を目指す。

研究方法

6週齢のSDラットに対し、種々の抗甲状腺物質を複数用量で28日間反復経口投与した。各種内分泌器官の臓器重量および血清ホルモン値を測定し、甲状腺・下垂体等について、病理組織学的・免疫組織化学的・分子生物学的検索を実施した。これらの中から、抗甲状腺作用の検出において最も鋭敏あるいは機序の推定に有用なパラメータの組み合わせを検索した。また、甲状腺機能阻害物質投与時の遺伝子発現変化を検討し新規バイオマーカーとしての応用を目的とし、甲状腺および下垂体を用いて、マイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析を実施した。さらに、研究期間を通じて、諸外国・国際機関における甲状腺機能評価に関する情報を収集した。

結果と考察

OECDガイドラインおよび化審法に規定される齧歯類を用いた28日間反復経口投与試験に準じて、甲状腺ペルオキシダーゼ阻害等、7種類の機序に基づく計11種の抗甲状腺物質をラットに複数用量で投与し、臓器重量測定および病理組織学的・免疫組織化学的検索を実施し、血清ホルモン値との比較を行った。最も重要な結果として、病理組織学的解析における甲状腺濾胞上皮細胞の肥大が、多くの被験物質において血清中の甲状腺関連ホルモン値の有意な変動がみられた用量よりも、さらに低い用量から統計学的有意差をもって認められた。また、マイクロアレイ解析によって見出されたナトリウム/ヨウ素共輸送体（NIS）の免疫染色に加え、肝重量および肝UGT1A6発現は、抗甲状腺作用の機序推定に利用し得る可能性が示唆された。

結論

令和5年度までの結果から、抗甲状腺物質の検出において、ラット28日間反復経口投与試験から得られた甲状腺の病理組織学的検索が、血中ホルモン値測定よりも鋭敏な指標となり得ることが示された。また、甲状腺重量、下垂体TSHおよび甲状腺Ki67の免疫染色も、血中ホルモン値と概ね同等の感度を示し、抗甲状腺物質の評価に有用と考えられた。ヒトへの外挿性を考慮する上で特に重要な、甲状腺への直接影響かあるいは肝臓での代謝を介した間接的な影響かを区別するために、甲状腺のT3・T4免疫染色、肝臓における病理検査およびUGT1A6免疫染色を利用し得る。これまでの甲状腺・下垂体を用いた網羅的遺伝子発現解析により見出されたNISは、ヨウ素取込み阻害と脱ヨウ素酵素阻害作用の鑑別に利用し得る。国際的には、OECDおよびICCVAM/EPAを中心とした専門家会議において、抗甲状腺物質のin vitro評価系開発が進んでいるものの、実用化には多くの課題が残されており、既存の試験に組込みが可能なin vivo評価手法の確立が引き続き重要であることが確認された。

公開日・更新日

• 公開日: 2024-10-03
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 202325003B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 甲状腺に対する化学物質の影響を評価する手法の研究
• 課題番号: 21KD1003
• 研究年度: 令和5(2023)年度
• 研究代表者(所属機関): 豊田 武士(国立医薬品食品衛生研究所 安全性生物試験研究センター・病理部)

研究分担者(所属機関)

• 小川　久美子(国立医薬品食品衛生研究所　安全性生物試験研究センター　病理部)
• 石井　雄二(国立医薬品食品衛生研究所　安全性生物試験研究センター　病理部)
• 赤根　弘敏(国立医薬品食品衛生研究所　安全性生物試験研究センター　病理部)

• 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分野 化学物質リスク研究
• 研究開始年度: 令和3(2021)年度
• 研究終了予定年度: 令和5(2023)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

内分泌攪乱物質のヒト健康への影響は広く検討されているが、化学物質による抗甲状腺作用の評価方法については、いまだコンセンサスが得られていない。本研究では、国際機関および諸外国等における、甲状腺ホルモン攪乱化学物質の判定に利用可能な評価手法ならびに評価実績の情報収集を実施するとともに、ラット組織を用いた病理組織学的・免疫組織化学的検索による、化学物質の甲状腺影響のin vivo評価法確立を目指す。

研究方法

6週齢のSDラットに対し、種々の抗甲状腺物質を複数用量で28日間反復経口投与した。各種内分泌器官の臓器重量および血清ホルモン値を測定し、甲状腺・下垂体等について、病理組織学的・免疫組織化学的・分子生物学的検索を実施した。これらの中から、抗甲状腺作用の検出において最も鋭敏あるいは機序の推定に有用なパラメータの組み合わせを検索した。また、甲状腺機能阻害物質投与時の遺伝子発現変化を検討し新規バイオマーカーとしての応用を目的とし、甲状腺および下垂体を用いて、マイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析を実施した。さらに、研究期間を通じて、諸外国・国際機関における甲状腺機能評価に関する情報を収集した。

結果と考察

OECDガイドラインおよび化審法に規定される齧歯類を用いた28日間反復経口投与試験に準じて、甲状腺ペルオキシダーゼ阻害等、7種類の機序に基づく計11種の抗甲状腺物質をラットに複数用量で投与し、臓器重量測定および病理組織学的・免疫組織化学的検索を実施し、血清ホルモン値との比較を行った。最も重要な結果として、病理組織学的解析における甲状腺濾胞上皮細胞の肥大が、多くの被験物質において血清中の甲状腺関連ホルモン値の有意な変動がみられた用量よりも、さらに低い用量から統計学的有意差をもって認められた。また、マイクロアレイ解析によって見出されたナトリウム/ヨウ素共輸送体（NIS）の免疫染色に加え、肝重量および肝UGT1A6発現は、抗甲状腺作用の機序推定に利用し得る可能性が示唆された。

結論

これまでの結果から、抗甲状腺物質の検出において、ラット28日間反復経口投与試験での甲状腺の病理組織学的検索が、血中ホルモン値測定よりも鋭敏な指標となり得ることが示された。甲状腺重量およびKi67免疫染色も血中ホルモン値と同等の感度を示し、抗甲状腺物質の評価に有用と考えられた。また、甲状腺におけるT3・T4および網羅的遺伝子発現解析によって見出されたNISの免疫染色に加え、肝重量および肝UGT1A6発現は、抗甲状腺作用の機序推定に利用し得る。以上の結果に基づき、ラット28日間反復投与毒性試験における、抗甲状腺物質の検出・機序推定のためのフローチャートを作成した。国際的には、EU-NETVALを中心としたOECDおよびEPAが主導するICCVAMの専門家会議において、甲状腺機能障害に関するin vitro評価系の開発が行われている。将来的には、網羅的なハザード評価に適用し得るアッセイ系として成立する可能性があるが、現時点では多くの課題が残されている。既存のin vivo反復投与毒性試験における評価項目を拡張することによって抗甲状腺物質のリスク評価を可能とする本研究の成果は、大きな意義を持つものと考えられた。

公開日・更新日

• 公開日: 2024-10-03
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 202325003C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 計11種の抗甲状腺物質をラットに28日間経口投与し、血清ホルモン値の変化と各種解析との比較を行った。その結果、抗甲状腺物質の検出において、病理組織学的検索による甲状腺濾胞上皮細胞の肥大が、血中ホルモン値よりも鋭敏な指標となることが示された。甲状腺T3・T4発現および網羅的遺伝子発現解析によって見出されたNIS発現に加え、肝UGT1A6発現は、抗甲状腺作用の機序推定に利用し得る可能性が示唆された。ラット28日間反復投与毒性試験における抗甲状腺物質の検出・機序推定のためのフローチャートを作成した。
• 臨床的観点からの成果: 該当なし
• ガイドライン等の開発: 該当なし
• その他行政的観点からの成果: 本研究により、ラット組織を用いた病理組織学的・免疫組織化学的検索による、抗甲状腺物質の効率的なin vivo評価法確立が可能になると考えられる。短期リスク評価手法の開発は、動物実験の3Rに貢献し、試験期間短縮・費用削減につながるとともに、抗甲状腺物質の適切なリスク評価等、厚生労働行政に係る施策への活用が期待される。また、本研究の成果は、研究実施期間を通じて日本毒性病理学会や米国毒性学会等の関連学会において発表済であり、学術論文として国際雑誌に順次投稿予定である。
• その他のインパクト: 該当なし

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 2件
• その他論文(和文): 0件
• その他論文(英文等): 0件
• 学会発表(国内学会): 8件
• 学会発表(国際学会等): 2件
• その他成果(特許の出願): 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): 0件

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: Akane H, Toyoda T, Ogawa K, et al.; Histopathological and immunohistochemical evaluation for detecting changes in blood hormone levels caused by endocrine disruptors in a 28-day repeated-dose study in rats; Journal of Applied Toxicology , 42 (10) , 1603-1617 (2022); 10.1002/jat.4327.
• 原著論文2: Akane H, Toyoda T, Ogawa K, et al.; Comparison of the sensitivity of histopathological and immunohistochemical analyses and blood hormone levels for early detection of antithyroid effects in rats treated with thyroid peroxidase inhibitors; Journal of Applied Toxicology (2024); 10.1002/jat.4604.

公開日・更新日

• 公開日: 2024-10-03
• 更新日: -

収支報告書

• 文献番号: 202325003Z