文献情報
文献番号
200000687A
報告書区分
総括
研究課題名
ダイオキシン類の汚染状況及び子宮内膜症等健康影響に関する研究
課題番号
-
研究年度
平成12(2000)年度
研究代表者(所属機関)
金子 豊蔵(国立医薬品食品衛生研究所)
研究分担者(所属機関)
- 菅野 純(国立医薬品食品衛生研究所)
- 黒川 雄二(国立医薬品食品衛生研究所)
- 鈴木 勝士(日本獣医畜産大学)
- 広瀬 明彦(国立医薬品食品衛生研究所)
- 藤井 義明(東北大学理学部)
- 三国 雅彦(群馬大学医学部)
- 安田 峯生(広島大学医学部)
研究区分
厚生科学研究費補助金 健康安全確保総合研究分野 生活安全総合研究事業
研究開始年度
平成10(1998)年度
研究終了予定年度
平成12(2000)年度
研究費
65,000,000円
研究者交替、所属機関変更
-
研究報告書（概要版）
研究目的
本研究は、ダイオキシン類の健康影響のメカニズムを解析し、以てその健康影響評価の科学的基盤に資することを目的とする。この目的に沿って、ダイオキシンの生体影響のうち、特に、①胎生期即ち器官形成期における奇形の誘発の如何、雄胎児の副生殖器発生かく乱の確認と機序の解明②成熟期における発がん性の如何、及び③障害発現への芳香族炭化水素(アリールハイドロカーボン)受容体(AhR:いわゆるダイオキシン受容体)関与如何の3点に焦点を絞って、「暴露一般」、「発がん性(in vitro指標及び、in vivo指標の双方)」、「AhRそのものの機能変化」、更に「ステロイドやコルチコイドなどの他の受容体への共役性の変化」を指標として研究を進めている。また、④ダイオキシン規制とダイオキシン研究の国際動向について調査を行う。
研究方法
①PCTsの口蓋裂誘発について検討する目的で、AhR遺伝子欠マウスに4000ppmのPCTsを含む餌を妊娠0日より投与し、口蓋裂の発生頻度を観察した。また、口蓋裂を低頻度で発生する量のPCTsを含む餌をC57BL/6マウスに摂餌させ、妊娠10-14日のいずれかに単独では口蓋裂を発生させない量のコルチコステロン(CS)を一回皮下投与し、口蓋裂発生に及ぼすCSの影響を検討した(金子)。口蓋裂誘発機序を検討する目的で、Jcl:ICRマウスの妊娠12.5日にTCDD を強制経口投与し、胎児口蓋の細胞動態と口蓋ヒダの観察を行った。また、ダイオキシン類の毒性発現機序の一つとして、活性酸素による脂質過酸化があるが、活性酸素発生に関係する肝臓のキサンチン脱水素酵素・キサンチン酸化酵素について検討した(安田)。TCDDの妊娠中期のラットへの1回暴露が、雄の出生児の副生殖器、精子産生に影響するとのWilkerら(1996)の報告について、Wistar Imamichi 妊娠ラットにTCDDを投与し、再現性を検討した(鈴木)。②発がん作用の高感度検出系として、発がんにおけるプロモーター作用にも感受性を示すとされるTG/ACマウスを用いて成熟期個体における発がん性について検討を行った(菅野)。③マウスのCYP1A2遺伝子のプロモーター領域をCAT遺伝子の上流に結合したレポーター遺伝子を用いた実験により、遺伝子上流2.1kb付近に誘導剤に応答する配列が存在することを以前の実験から得ていたので、この配列に系統的に変異を導入したレポーター遺伝子を作製し、Hepa-1細胞、またはHep3B細胞に導入して、エンハンサー配列を決定し、その配列に結合する因子をゲル易動度シフト法によって検討した。またAhR とArntがこの誘導にどのように関わっているのかを検討した(藤井)。慢性変動ストレス(chronic variable stress 、CSV)が脳内代謝に与える効果についてダイオキシン類の連続投与の影響と胎生期ダイオキシン類暴露の神経系発達に対する影響について検討した。また、胎生期にACTH、ダイオキシン類、さらに慢性ストレスを加えたラットを作製し、行動学的観察、ストレス応答に関与する内分泌機能測定、およびマイクロアレイ法を用いた脳内遺伝子変異の網羅的検索を行う(三国)。
④ダイオキシン規制とダイオキシン研究の国際動向について調査を行った(広瀬、黒川)。
④ダイオキシン規制とダイオキシン研究の国際動向について調査を行った(広瀬、黒川)。
結果と考察
①TCDDの口蓋裂誘発作用に対してddYマウスは嫌発系であることが明らかになり、PCTs投与による口蓋裂感受性と逆の関係にあることからAhR 遺伝子欠失マウスにPCTsを投与して口蓋裂の発現を観察したところホモ欠失マウスにも対照としたワイルドマウスとほぼ同様に発現がみられ、TCDD とPCTsの口蓋裂発生機構の違いが示唆された。低頻度で口蓋裂を発生させる量のPCTsを投与しているddYマウスに、単独では口蓋裂を発生させない量のコルチコステロンを投与したところ口蓋裂の発生に増加がみられたことから、PCTs口蓋裂の成因にコルチコステロンが関与することが示唆された(金子)。ダイオキシン暴露を受けたマウス胎児二次口蓋突起の形態と細胞動態を観察することにより、口蓋突起の間葉の増殖抑制が口蓋裂を導くことを明らかにした。また、ダイオキシン類がマウス口蓋ヒダのパターンを乱すことを見出し、この変化が化学物質の口蓋裂誘発作用検出指標として有用であることを確認した。一方、ダイオキシン類の毒性発現機序の一つとして、活性酸素発生に関係する肝臓のキサンチン脱水素酵素・キサンチン酸化酵素がダイオキシンにより誘導されることを発見した。さらに、AhR遺伝子欠失マウスを用い、この酵素誘導にダイオキシン受容体が関与していることを認めた(安田)。 TCDDの雄胎児副生殖器の発生かく乱については、Wistar Imamichiラットでも精巣重量低下、精巣上体の萎縮等を引き起こし、Wilker (1996)の成績とほぼ同様の結果を得た。また、TCDDの用量にともない発情雌への乗駕行動は増え、挿入と射精の回数は減少し、妊孕能が低下した(鈴木)。② 成熟期における発がん性に関しては、以下のようなin vivo指標での検討を行い、AhR 遺伝子欠失マウスの背景であるC57BL/6マウスをTG/ACマウスの背景であるFVBマウスのF1において、陽性対照プロモーター物質として用いたDMBA+TPAの2段階皮膚発がん実験においてケラチノサイト由来の腫瘍(melanocytic tumor)は、TG/ACには依存せず、DMBA投与にのみ依存することが判明した(菅野)。③-1) AhRの機能解析において、AHRの新しい作用メカニズムを明らかにした。このことによってAhRの新しい標的遺伝子がさらに見出される可能性が出て来た。また、AhR /ArntはbHLH-PAS構造モチーフを持つ転写因子であるが、同じ構造モチーフを持つもので、コアクチベーターとして発見されたSRC-1、pCIPなどが知られている。AhR /Arnt はDNA結合性転写因子としても働き、コアクチベーターとしても働く多機能性の因子であることが分かった。AhR はベンツピレンの発がんに関わっていることが明らかにされたが、奇形や胸腺萎縮等多くのダイオキシンの生物作用にも関与していることが証明されて来ており、ダイオキシンの示す生体毒の殆どに関与している可能性が示唆された。(藤井)。③-2) ラット前頭前野における糖代謝においては、慢性可変ストレス、さらにダイオキシン類の慢性投与および慢性可変ストレスとの複合処置のいずれも明瞭な影響がなかった(三国)。④米国のカリフォルニア州モントレーで開かれたDioxin'2000で得た最新の知見について、海外における最新のダイオキシン類の汚染・暴露状況や健康影響に関する研究の進展状況に関する情報を収集した。また、US-EPAが2000年6月に提示した「ダイオキシン類に関する再評価ドラフト」について検討した。発がん性に関しては、2,3,7,8 - TCDDを明らかなhuman carcinogen、ダイオキシン類の混合物及びその他のダイオキシン様化合物をlikely human carcinogen に分類している。1998年にWHO/IPCSが提示したTDI 1-4pg TEQ/kg/dayはリスクマネージメントには有用な値として結論づけている。厚生省ダイオキシン類健康影響評価特別部会では、「現時点において、我が国におけるTDIを早急に再検討する必要性を示唆する知見は、この再評価ドラフト等からは得られなかった」と結論した(広瀬、黒川)。
結論
マウスにおける口蓋裂の検討においては、ダイオキシン類による奇形発現に至る生体内での反応カスケ-ドの
一端が明らかになり、実験動物での所見をヒトに外挿して危険性を評価するための基礎的情報が得られることが期待される。TCDDの雄性生殖器に対する影響については、妊孕能の喪失が起こることを初めて明らかにしたが、今後、その機序解明が必要になる。TCDDの発がん性は、変異原性が認められないことから、epigeneticな機構に依ることが示唆され、佐井らの、培養細胞を用いた検討から、そこにras遺伝子が関与するものと考えられる事から、このメカニズムの検討には、TG/AC マウスおよびBhas42細胞のような系が適切であると考えられる。しかし、BALB/3T細胞およびF1由来のMEF(mouse embryo fibroblast)にv-Ha-rasを導入したBhas42細胞では、増殖効果およびGJIC(gap junction intercellular communication)切断についてはっきりしない結果を得ており、今後の検討が必要であると考える。ダイオキシンの生物作用をAh受容体による仲介作用を中心に分子レベルで明らかにすることにより、毒性発現機構の解明に役に立つと考えられる。胎生期のストレス負荷や dexamethasone 処置は、胎生期に暴露されたダイオキシン類の影響を受けやすくするか否かについて投与量を変動させることにより明らかにし、これによって胎生期や新生児期のストレス刺激が神経系の発達に直接影響し,ダイオキシン類の暴露に対する脆弱因子を形成していることが明らかにできれば、治療法や予防法を確立するための対応が可能となる。
TDI設定に受容体原性障害としてのリスクマネジメントがジュネーブ会議で合意に達したことからみても、ダイオキシン問題は分子毒性学的課題の中心にあると言って過言ではない。 AhR遺伝子欠失マウスなどを用いた機構研究の成果に期待されるところは大きい。更に、AhR遺伝子欠失マウスを用いた種々の化学物質の暴露によって、AhRを介するものとしからざるものとの障害発生が峻別されることも期待され、同時にその結果は、これら化学物質のリスクマネジメントに資する今日的実利的な情報となることも期待される。さらに、ダイオキシンと他の化学物質、特に内分泌かく乱化学物質とのあり得べき相乗性などに鑑みて、奇形、発がん性などに関連した健康影響に関する科学的基盤の整備に資することも期待される。
一端が明らかになり、実験動物での所見をヒトに外挿して危険性を評価するための基礎的情報が得られることが期待される。TCDDの雄性生殖器に対する影響については、妊孕能の喪失が起こることを初めて明らかにしたが、今後、その機序解明が必要になる。TCDDの発がん性は、変異原性が認められないことから、epigeneticな機構に依ることが示唆され、佐井らの、培養細胞を用いた検討から、そこにras遺伝子が関与するものと考えられる事から、このメカニズムの検討には、TG/AC マウスおよびBhas42細胞のような系が適切であると考えられる。しかし、BALB/3T細胞およびF1由来のMEF(mouse embryo fibroblast)にv-Ha-rasを導入したBhas42細胞では、増殖効果およびGJIC(gap junction intercellular communication)切断についてはっきりしない結果を得ており、今後の検討が必要であると考える。ダイオキシンの生物作用をAh受容体による仲介作用を中心に分子レベルで明らかにすることにより、毒性発現機構の解明に役に立つと考えられる。胎生期のストレス負荷や dexamethasone 処置は、胎生期に暴露されたダイオキシン類の影響を受けやすくするか否かについて投与量を変動させることにより明らかにし、これによって胎生期や新生児期のストレス刺激が神経系の発達に直接影響し,ダイオキシン類の暴露に対する脆弱因子を形成していることが明らかにできれば、治療法や予防法を確立するための対応が可能となる。
TDI設定に受容体原性障害としてのリスクマネジメントがジュネーブ会議で合意に達したことからみても、ダイオキシン問題は分子毒性学的課題の中心にあると言って過言ではない。 AhR遺伝子欠失マウスなどを用いた機構研究の成果に期待されるところは大きい。更に、AhR遺伝子欠失マウスを用いた種々の化学物質の暴露によって、AhRを介するものとしからざるものとの障害発生が峻別されることも期待され、同時にその結果は、これら化学物質のリスクマネジメントに資する今日的実利的な情報となることも期待される。さらに、ダイオキシンと他の化学物質、特に内分泌かく乱化学物質とのあり得べき相乗性などに鑑みて、奇形、発がん性などに関連した健康影響に関する科学的基盤の整備に資することも期待される。
公開日・更新日
公開日
-
更新日
-