下水由来微量汚染物質と処理水マトリクスの複合作用の解明

本年度は，合成ホルモン物質について，①QCMを用いた処理水マトリクス-微量汚染物質間の吸着特性の分析と，②ヒト細胞(HepG2)を用いた遺伝子発現解析により，処理水マトリクス-微量汚染物質の相互作用の検討を行った．下水処理施設において処理水を採取し，イオン交換樹脂を用いて疎水性有機物を酸性，塩基性，中性の3つに分画した．これら3画分と17α-エチニルエストラジオール（EE2），17β-エストラジオール（E2），エストロン（E1）をそれぞれ混合し，細胞生存率及び毒性マーカー遺伝子の発現量を測定した．一方で，EE2及びE2については，水晶振動子マイクロバランス（QCM）を用いて各画分への吸着量を測定した．細胞毒性試験の結果から，いずれの化学物質と画分の組み合わせにおいても，細胞生存率における複合作用は相加的であることがわかった．一方，マーカー遺伝子の発現変動によれば，混合の有無を問わず，EE2は細胞増殖に関わる遺伝子群に，E2は生体外異物に応答する遺伝子群に，それぞれ影響を与えることがわかった．混合試料において，マーカー遺伝子の発現変動の規模とEE2及びE2の3画分への吸着量の間には強い負の相関があったことから，下水由来の疎水性有機物がE2及びEE2の生体影響を緩和する能力を有する可能性が示唆された．また，包括的な水質の変化を簡便・定量的に比較する必要が生じたため，日本各地より収集した様々な飲用水の網羅的な蛍光分析データに対し機械学習に基づく異常検知手法を適用し，蛍光特性に基づき飲用水水質をモデル化するとともに，飲用水と高度下水処理水の総合的な水質の類似性を定量的に比較する手法を開発した．

本年度は，合成ホルモン物質について，①QCMを用いた処理水マトリクス-微量汚染物質間の吸着特性の分析と，②ヒト細胞(HepG2)を用いた遺伝子発現解析により，処理水マトリクス-微量汚染物質の相互作用の検討を行った．下水処理施設において処理水を採取し，イオン交換樹脂を用いて疎水性有機物を酸性，塩基性，中性の3つに分画した．これら3画分と17α-エチニルエストラジオール（EE2），17β-エストラジオール（E2），エストロン（E1）をそれぞれ混合し，細胞生存率及び毒性マーカー遺伝子の発現量を測定した．一方で，EE2及びE2については，水晶振動子マイクロバランス（QCM）を用いて各画分への吸着量を測定した．細胞毒性試験の結果から，いずれの化学物質と画分の組み合わせにおいても，細胞生存率における複合作用は相加的であることがわかった．一方，マーカー遺伝子の発現変動によれば，混合の有無を問わず，EE2は細胞増殖に関わる遺伝子群に，E2は生体外異物に応答する遺伝子群に，それぞれ影響を与えることがわかった．混合試料において，マーカー遺伝子の発現変動の規模とEE2及びE2の3画分への吸着量の間には強い負の相関があったことから，下水由来の疎水性有機物がE2及びEE2の生体影響を緩和する能力を有する可能性が示唆された．また，包括的な水質の変化を簡便・定量的に比較する必要が生じたため，日本各地より収集した様々な飲用水の網羅的な蛍光分析データに対し機械学習に基づく異常検知手法を適用し，蛍光特性に基づき飲用水水質をモデル化するとともに，飲用水と高度下水処理水の総合的な水質の類似性を定量的に比較する手法を開発した．