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活性特異的濃縮基材と精密質量数による内分泌かく乱化学物質のスクリーニング法開発(平成 27年度)
Development of an endocrine disruptor screening system using molecular imprinting materials and exact mass spectrum

予算区分
BA 環境-推進費(委託費) 5-1552
研究課題コード
1517BA007
開始/終了年度
2015~2017年
キーワード(日本語)
エストロゲン活性,分子鋳型,データベース
キーワード(英語)
estrogenic activity, molecular imprinting, database

研究概要

 化学物質の内分泌系への作用に関する研究として、環境省はEXTEND2010を策定し、主としてin vivoによる環境リスク調査を推進している。一方で化学物質の持つ内分泌かく乱作用を評価するには、最終的に魚類や哺乳類のin vivo試験に供するため、1物質1億円ほど必要であり、その優先順位付けは極めて重要である。
 一方、分子鋳型に化学物質が保持されるメカニズムは、内分泌かく乱物質が受容体と結合するメカニズムと酷似している。本課題では、比較的容易に作製可能な「リガンドと類似構造を持つ物質を広く保持する鋳型」を作製し、これへの保持力を分析化学的に測定することで受容体結合活性の一次スクリーニングを実現することを第一の目的とする。またこの分子鋳型を使用することで、環境媒体中に存在する内分泌かく乱物質の迅速同定定量を実現することが第二の目的である。受容体結合活性結果から陽性を示した物質の精密質量データベースを構築しておき、迅速同定・簡便測定を実現するものであり、曝露濃度側からin vivo試験に供すべき物質の優先順位付けに資するものである。

研究の性格

  • 主たるもの:技術開発・評価
  • 従たるもの:行政支援調査・研究

全体計画

本研究では、化学物質の活性構性相関に基づく固相抽出基材を用いる受容体結合活性=内分泌かく乱作用の一次スクリーニング手法の開発を目的とする。また、同基材を用いて環境中の内分泌かく乱化学物質のオンライン迅速同定定量システムを構築する。本研究は(1)活性物質多段階精密質量データベースの作成及び内分泌かく乱化学物質の迅速同定定量システム構築、(2)活性選択的濃縮基材の作製とそれを用いた一次スクリーニングシステム構築、の2つのサブテーマからなる。
これらの成果から、選択的分子鋳型吸着剤による物理化学的影響スクリーニング、活性物質精密質量データベース迅速スクリーニングを一連の影響評価手法として用いることで、化学物質およびそのミクスチャーの迅速な環境・健康リスク評価の実現と、内分泌かく乱作用in vivo試験への優先順位付けを支援するシステムの開発を目指す。

今年度の研究概要

(1)酵母ツーハイブリッド法により測定した約600物質のエストロジェン受容体結合活性で陽性を示した物質(アゴニスト、アンタゴニスト)のうち入手・確保可能ものについて、LC-QTOFを用いてその精密質量及び3段階のコリジョンエネルギーをかけたフラグメントイオンの精密質量を測定し、精密質量のデータベースを作成する。
(2)化学構造の類似するステロイド系化合物をその活性別に見分けるには、精密な三次元構造に基づく認識部位構築が求められ、本検討では、高親水性架橋剤(ポリエチレングリコール、PEG骨格を含む)およびステロイド骨格を有する新規モノマーを利用する。前者は、相対的な選択性を向上させるために他の疎水性物質の吸着を大幅に低減させる、後者は、ステロイド骨格同士の(疎水的)相互作用を狙うものである。さらに、アンドロゲン、エストロゲン、プロゲステロンそれぞれの官能基に対して相互作用する機能性モノマーを網羅的に選定し、得られた分子鋳型の吸着選択性を液体クロマトグラフィーまたはサブ(1)による受容体結合活性試験を用いて評価する。

外部との連携

京都大学

関連する研究課題

課題代表者

中島 大介

  • 環境リスク・健康研究センター
    曝露影響計測研究室
  • 主席研究員
  • 博士(薬学)
  • 薬学,化学
portrait

担当者