WEKO3
アイテム
透明・光るメダカ(olvas-GFP/STII-YI系統)を用いた内分泌かく乱化学物質の影響評価に関する研究
https://fra.repo.nii.ac.jp/records/2010912
https://fra.repo.nii.ac.jp/records/20109124664c0b2-6f92-4473-94d7-c789c9dede77
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
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fra_k_36_1.pdf (31.8 MB)
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.png)
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| Item type | 紀要論文 / Departmental Bulletin Paper(1) | |||||||||||
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| 公開日 | 2024-10-02 | |||||||||||
| タイトル | ||||||||||||
| タイトル | 透明・光るメダカ(olvas-GFP/STII-YI系統)を用いた内分泌かく乱化学物質の影響評価に関する研究 | |||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||
| タイトル | ||||||||||||
| タイトル | Studies on the evaluation of the effect of endocrine disrupting chemicals using transgenic see-through medaka (Oryzias latipes), olvas-GFP/STII-YI strain | |||||||||||
| 言語 | en | |||||||||||
| 言語 | ||||||||||||
| 言語 | eng | |||||||||||
| キーワード | ||||||||||||
| 言語 | en | |||||||||||
| 主題Scheme | Other | |||||||||||
| 主題 | transgenic medaka; endocrine disrupting chemicals; germ cell; Green fluorescent protein; sexual differentiati | |||||||||||
| 資源タイプ | ||||||||||||
| 資源タイプ識別子 | http://purl.org/coar/resource_type/c_6501 | |||||||||||
| 資源タイプ | departmental bulletin paper | |||||||||||
| アクセス権 | ||||||||||||
| アクセス権 | open access | |||||||||||
| アクセス権URI | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | |||||||||||
| 著者 |
羽野, 健志
× 羽野, 健志
WEKO
946
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| 抄録 | ||||||||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||||||||
| 内容記述 | In the past few years, general concerns about the release of endocrine disrupting chemicals (EDCs) into the environment have increased because of their potential to cause adverse physiological effects in wildlife. In particular, estrogenic potential of certain chemicals have been shown to interfere with the sexual development and reproduction of fish. Evaluation of chemicals using intact fish is an important and available approach for monitoring and assessing the risks of chemical exposure, however, it requires labor-intensive, expensive, and time-consuming work. To solve this problem, an approach using transgenic fish has been proposed as a facilitated screening test model to evaluate the effect of EDCs because it may have the potential to provide in vivo biomonitoring and on-time and on-site evaluation of the effects of EDCs. This study was performed to evaluate the effects of estrogenic chemicals using transgenic see-through medaka (Oryzias latipes), olvas-GFP/STII-YI strain, which contains the green fluorescent protein (GFP) gene fused to the regulatory region of the medaka vasa gene, and germ cell-specific expression of GFP can be visualized in living individuals. We exposed transgenic medaka to known doses of estrogen-mimicking chemicals and examined whether the effects on sexual differentiation including germ cell proliferation and matured gonad could be detected using GFP fluorescence. Prior to the chemical exposure, we had observed that the number of GFP-fluorescent germ cells and area of GFP fluorescence in normal XX females was about 10 times that in normal XY males at 10 days posthatch (dph). These results showed that sexual dimorphism could be detected on approximately the day of hatching using GFP fluorescence, and further indicated that alterations in sexual differentiation by EDCs could be determined by just with a single slice of image of gonads as early as 10days. In the first chemical exposure, we examined the effect of 17α-ethinyletradiol (EE2), a representative estrogen-mimicking chemical, on sexual differentiation after in ovo and waterborne exposures. In ovo exposure was performed using a nanoinjection method in which chemicals were directly injected into the embryo. Embryos (within 8 h after fertilization) were nanoinjected with 0.1, 0.5, 2.5, or 5.0 ng of EE2 and results indicated that some 10-dph, XY males from embryos injected with 0.5 ng EE2 showed a larger fluorescent area and more germ cells than those of control. At 100 dph, complete male to female sex reversal occurred in ≥ 0.5 ng treatments. In waterborne exposure experiment, from 0 dph onwards, juveniles were exposed to graded concentrations of EE2 (25.2, 45.1, 80.1, 158, 447, 880, or 1710 ng/L) for 35 days. The gonadal size of 10 dph males that had been exposed to 158 ng/L of EE2 significantly increased up to twice the size of control males. At 35dph, male to female sex reversal occurred at EE2 exposure ≥ 45.1 ng/L. These results suggest that enhanced germ cell proliferation in males indicated the occurrence of abnormal sexual differentiation toward females and that observation of proliferative activity of germ cells by GFP fluorescence can be applied to facilitated screening fish model to detect adverse effects on sexual differentiation as early as 10 dph juveniles. To assess further potential of the olvas-GFP/STII-YI strain,mature medaka at 60 dph were exposed to EE2 (47.8, 94.8, 216, or 522 ng/L) for 4 weeks. The gonads showed a significant reduction of the GFP-fluorescent area in males exposed to EE2 at >216 ng/L and histologically, high connective tissue prevalence were observed at ≥ 216 ng/L. Next, mature male medaka were exposed to EE2 (43.7 85.8, 215, or 473 ng/L) for 3 weeks and allowed to depurate for 6 weeks, to investigate persistent effects of EE2. Continuous gonad observation showed that GFP began to decline 3 weeks after initial exposure to ≥ 215 ng/L. After depuration, the gonad’s fluorescent areas gradually recovered, with no statistical difference at the end of the depuration period; normal spermatogenesis was present in these individuals. These results showed that the condition of the gonad can clearly be described by GFP fluorescence and that abnormal changes of the gonad can be detected by just with a single slice of images of the gonad even in 60dph adult medaka.. Overall, the present study clearly showed that the transgenic line test model can provide a more practical choice of the evaluation for the effect of EDCs and could be a promising noninvasive approach to identify the effects of chemicals on the gonad. Although we investigated a few chemicals only, further studies to investigate a variety of chemicals will elucidate the usefulness of olvas-GFP/STII-YI strain as a facilitated screening fish model to detect EDC-induced abnormalities. | |||||||||||
| 言語 | en | |||||||||||
| 抄録 | ||||||||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||||||||
| 内容記述 | 化学物質は現代社会にとって極めて重要であるが，それらの中には生物の内分泌系に作用して発生や生殖等に影響を与える物質（内分泌かく乱化学物質）が存在することが明らかにされており，その影響評価が急務となっている。一般的に内分泌かく乱化学物質による性分化・再生産への影響を評価する場合，多数の実験動物を用いて長期間の曝露・飼育を実施した後，生殖腺組織を観察する等，多大な労力と時間を必要とするため，これらの影響を迅速かつ少ないコストと犠牲で検出できる試験系の開発が求められている。 本研究では，体表に色素が殆ど存在しない透明なメダカ（STII 系統）に，生殖細胞で常時発現する vasa 遺伝子の調節領域に緑色蛍光タンパク質遺伝子（GFP）を結合したトランスジーン（olvas-GFP）を導入した生殖腺が光るトランスジェニックメダカ（olvas-GFP/STII-YI 系統）を用い，内分泌かく乱化学物質の影響評価系への適用を検討した。最初に，無処理のふ化後1，5，10，15日令 olvas-GFP/STII-YI 系統仔魚を用い，蛍光顕微鏡および画像解析装置により生殖腺の GFP 蛍光面積を測定するとともに，生殖腺部位を取り出して GFP 蛍光を持つ生殖細胞数を調べた。その結果，ふ化後1日令から遺伝的メスの GFP 蛍光面積および生殖細胞数は遺伝的オスに比べ有意に増加し，10日令では約10倍となっていた。よって，性分化の過程で生じる雌雄の差異を，10日令仔魚の生殖腺の GFP 蛍光面積を測定することにより生きた状態で観察可能であると結論した。 次に，女性ホルモン様作用を持ち自然界の河川において検出例が多数報告されているエチニルエストラジオール（EE2）を，ナノインジェクション法により受精直後の胚に微量注入（0，0.1，0.5，2.5，5.0 ng/egg）し，性分化への影響を生殖細胞の観察により調べた。その結果，0.5 ng/egg 以上の処理区で10日令仔魚の遺伝的オスの中に生殖細胞数，蛍光面積ともに対照区遺伝的オスの6－10倍と遺伝的メスと同等にまで増加した個体が観察された。さらに，仔魚を100日令成魚まで飼育して生殖腺組織を調べたところ，0.5 ng/egg 以上の処理区の遺伝的オスが卵巣を持ち，表現型がメスとなる現象，つまり，オスからメスへの性転換が観察された。よって，EE2が性分化異常を引き起こす作用は，10日令仔魚生殖腺のGFP 蛍光面積を測定することにより迅速かつ簡便に検出可能であることが示唆された。また，ふ化直後のolvas-GFP/STII-YI 系統仔魚に EE2を35日間飼育水から曝露（0，25.2，45.1，80.1，158，447，880，1710 ng/L）し生殖腺組織を観察した結果，158 ng/L の10日令オスで蛍光面積が有意に増加した。さらに、35日令では，45.1 ng/L 以上の処理区の遺伝的オスで卵巣を持つ個体が見られ，メスへの性転換が起こっていた。 同様に女性ホルモン様作用を持ち汚染が報告されているノニルフェノール（NP）を受精直後の胚に注入（0，2.0，10，50，125，250 ng/egg）した結果，全ての処理区で10日令仔魚の蛍光面積，100日令成魚ともに遺伝子型の性と表現型の性は一致しており，性分化異常は観察されなかった。これは，NP の女性ホルモン様作用が弱い，もしくは NP がメダカ体内で代謝，排泄されたためと考察した。 さらに EE2による olvas-GFP/STII-YI 系統の成熟した生殖腺への影響を調べるため，60日令成魚を EE2（0，47.8，94.8，216，522 ng/L）に4週間飼育水から曝露後，生殖腺 GFP 蛍光面積の測定を行った結果，遺伝的オスでは216 ng/L 以上の処理区で蛍光面積が開始時の約30％にまで減少していた。その生殖腺組織を観察した結果，精巣は萎縮して結合組織が大部分を占めており，再生産に大きな障害が予想される状態であった。また EE2濃度依存的に精巣に卵母細胞が見られた。遺伝的メスでも，卵巣の蛍光面積は522 ng/L 区で曝露開始時の約50％にまで減少していた。次に，60日令オス成魚を EE2（0，43.7，85.8，215，473 ng/L）に3週間曝露した後，清水下で6週間飼育して同一個体における生殖腺蛍光面積の変化を経時的に観察した。その結果，曝露3週目には215 ng/L 区以上で精巣の蛍光面積は25％にまで減少したが，清水飼育終了時の精巣の蛍光面積は曝露開始時の値にまで回復した。組織観察の結果では，結合組織は殆どなく正常な精子形成が観察され精巣の回復が確認された。 以上の研究の結果，olvas-GFP/STII-YI 系統を用いてその生殖腺の GFP 蛍光画像を解析することにより，化学物質の生殖腺の発達と分化に及ぼす害作用を生きた状態で検出可能であることが明らかとなった。また成熟した生殖腺への影響および清水飼育による回復過程の観察も同一個体で可能となった。olvas-GFP/STII-YI 系統は，内分泌かく乱化学物質の影響評価やそのメカニズムを解明する上で有用なモデルになるものと期待される。 | |||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||
| 書誌情報 |
ja : 水産総合研究センター研究報告 en : Bulletin of Fisheries Research Agency 巻 36, p. 1-56, ページ数 56, 発行日 2012-01 |
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| 出版者 | ||||||||||||
| 出版者 | 水産総合研究センター | |||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||
| ISSN | ||||||||||||
| 収録物識別子タイプ | PISSN | |||||||||||
| 収録物識別子 | 1346-9894 | |||||||||||
| 書誌レコードID | ||||||||||||
| 収録物識別子タイプ | NCID | |||||||||||
| 収録物識別子 | AA11589591 | |||||||||||
| 情報源 | ||||||||||||
| 識別子タイプ | Local | |||||||||||
| 関連識別子 | fra_k_36_1 | |||||||||||
| 関連サイト | ||||||||||||
| 識別子タイプ | URI | |||||||||||
| 関連識別子 | https://agriknowledge.affrc.go.jp/RN/2010830991 | |||||||||||
| 関連名称 | 日本農学文献記事索引（AgriKnowledge） | |||||||||||
| 著者版フラグ | ||||||||||||
| 出版タイプ | VoR | |||||||||||
| 出版タイプResource | http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 | |||||||||||
