ゼブラフィッシュ嗅上皮における薬物代謝関連分子検出系の水質汚染評価への応用

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本研究では,汚染物質が特定できない段階での水質汚染における有害化学物質を検出する簡便なスクリーニング法の開発のための基礎的知見を得ることを目的として,魚類嗅上皮が「生物センサー」として機能する点に着目し,同組織内に存在する薬物代謝関連分子群の発現動態を指標とした水質汚染バイオアッセイ系の構築を試みた。実験には,飼育が容易でかつゲノム遺伝子情報が豊富なことから代替実験動物としても注目されているゼブラフィッシュおよび寒冷地での応用に適したシロザケを用いた。本年度までのタンパク発現解析において,最も水質汚染物質の検出に有効な薬物代謝関連分子であることが示されているグルタチオンS-トランスフェラーゼπ(GST)について,ジゴキシゲニン標識cRNAプローブを用いた in situ ハイブリダイゼーションにより遺伝子レベルの発現解析を両魚種の嗅上皮組織において施行した。その結果,両魚種ともに免疫染色によるタンパク発現同様に線毛性および微絨毛性嗅細胞に遺伝子発現を示すシグナルが観察された。家畜し尿汚染モデルとしてアンモニア,および重金属汚染モデルとしてカドミウム添加飼育水による飼育実験では,アンモニアに対し両魚種とも嗅細胞でGST発現が遺伝子およびタンパクレベルで増加し,さらに嗅細胞以外の嗅上皮構成細胞においてもGST発現が認められた。一方,今回のカドミウム実験では嗅上皮の組織障害が大きく組織化学的なGST発現解析が不可能であった。さらに,より水質汚染物質の検出に有効な薬物代謝関連分子を検索するため,マイクロアレイ用DNAチップ作製に伴う遺伝子情報の収集を行った。