成果報告書詳細
管理番号20110000000809
タイトル平成19年度~平成22年度成果報告書 高機能簡易型有害性評価手法の開発 28日間反復投与試験結果と相関する遺伝子発現データセットの開発
公開日2011/7/28
報告書年度2007 - 2010
委託先名株式会社メディクローム
プロジェクト番号P06040
部署名環境部
和文要約本プロジェクトは独自開発した網羅的遺伝子発現解析技術を活用し、従来の28日間反復投与試験の結果と相関する遺伝子発現データセットを取得し解析することを目的としている。さらに、これまでに蓄積されてきた各種28日間反復投与試験の結果に、それと相関する遺伝子発現データを付加することにより、従来の毒性学的知見とトキシコゲノミクス的新規知見の融合を図り、化学物質の有害性評価に新たな展開を探る。
 本プロジェクトでは、まず、国立医薬品食品衛生研究所の「既存化学物質毒性データベース」で公開されている既存化学物質から40種類(2~ブタノンオキシム、m~キシリレンジアミン、3-シアノピリジン、2~(2~アミノエチルアミノ)エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、メタクリルアミド、スルホラン、2-イソプロポキシエタノール、ヒドラジン一水和物、4-エチルモルホリン、メタクリル酸エチルトリメチルアンモニウムクロリド、塩化ベンジルトリメチルアンモニウム、m-ニトロベンゼンスルホン酸ナトリウム、1-ナフチルアミン-4-スルホン酸ナトリウム四水和物、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール、o-ジクロロベンゼン、3,4-キシリジン、N-メチルアニリン、トリレンジイソシアナート、2-(ジブチルアミノ)エタノール、p-クミルフェノール、m-クレゾール、2,3-ジメチルアニリン、N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド、フタル酸ジヘプチル、テトラブロモエタン、アジピン酸ジブチル、P-エチルフェノール、ο-t-ブチルフェノール、p-(1,1,3,3,-テトラメチルブチル)フェノール、2,4-ジ-tert-ブチルフェノール、3,5-キシリジン、N,N-ジメチルベンジルアミン、1,3-ジブロモプロパン、n-ヘキサデカン、1-ブロモ-3-クロロプロパン、プソイドクメン、ジシクロヘキシルアミン、1,4-ジブロモベンゼン、および2-アミノ-5-メチルベンゼンスルホン酸)を選択し、開示されている方法に準じてラットへの28日間反復投与実験を行った。28日間反復投与実験後のラットから20種類以上の臓器・組織を採取し、total RNA抽出を行い3,611サンプルのtotal RNAを取得した。さらに、その中から厳選した1,028サンプルについて、約11,500種類のラット遺伝子の転写産物を搭載したDNAマイクロアレイを用いて遺伝子発現プロファイルを取得・解析した。本プロジェクトで取得した生データはすべて公開予定であり、国立遺伝学研究所が運営する遺伝子発現データベースであるCIBEX(Center for Information Biology gene Expression database)に遺伝子発現プロファイルセットの登録を行っている。
 取得した遺伝子発現プロファイルから、それぞれの化学物質を28日間反復投与したことにより各種臓器において発現変動した遺伝子群を抽出した。さらに、それらの遺伝子群と従来の28日間反復投与毒性試験の結果と比較し、複数の化学物質の機能や構造上の共通点に相関する、あるいは、各種の毒性学的所見に関連する遺伝子発現データセットの抽出を行った。その結果、脾臓・腎臓・肝臓・小脳・皮下脂肪などについて合計57セットの遺伝子発現データセットを特定した。
英文要約This project aimed to acquire gene expression data sets that correlated with those obtained from repeated dose 28-day oral toxicity studies previously conducted in rodents by using a system originally devised for analyzing gene expression. By combining genome-wide gene expression data with data from previously conducted toxicity studies, we developed a novel technique for assessing and evaluating the toxic characteristics of chemicals. We contemplated that this approach would help integrate previously established procedures for toxicological analysis and recently developed genomic approaches. First, we selected the following 40 chemical species from the Japan Existing Chemical Data Base: 2-butanone oxime, m-xylylenediamine, 3-cyanopyridine, 2-(2-aminoethylamino)ethanol, tetrahydrofurfuryl alcohol, methacrylamide, sulfolane, 2-isopropoxyethanol, hydrazine monohydrate, 4-ethylmorpholine, benzyltrimethylammonium chloride, methacryloyloxyethyltrimethylammonium chloride, m-nitrobenzenesulfonic acid sodium salt, 1-naphthylamine-4-sulfonic acid sodium salt tetrahydrate, 3-methoxy-3-methyl-1-butanol, o-dichlorobenzene, 3,4-xylidine, N-methylaniline, tolylene diisocyanate, 2-(dibutylamino)ethanol, p-cumylphenol, m-cresol, 2,3-dimethylbenzenamine, dicyclohexylcarbodiimide, diheptyl phthalate, tetrabromoethane, dibutyl adipate, p-ethylphenol, o-t-butylphenol, hexadecane, p-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenol, 2,4-di-tert-butylphenol, N,N-dimethylbenzylamine, 1,3-dibromopropane, 1-bromo-3-chloropropane, 1,2,4-trimethylbenzene, 3,5-xylidine, dicyclohexylamine, 1,4-dibromobenzene, and 2-amino-5-methylbenzenesulfonic acid. We then subjected rats to repeated dose 28-day oral administration of existing chemicals, whose toxic characteristics have been previously identified, by precisely reproducing the experimental procedures described in the database. After the administration of chemicals for 28 days, multiple tissues samples were collected from the animals, and total RNA was extracted from 3,611 samples. We selected 1,028 RNA samples and conducted gene expression analysis using DNA microarrays representing approximately 11,500 transcripts from rats. All the gene expression profiles obtained from a variety of tissues have been submitted to the DNA Data Bank of Japan (DDBJ) via the Center for Information Biology Gene Expression (CIBEX) and are freely available. We then extracted the rodent genes that showed changes in expression level after the 28-day oral administration of chemicals with toxic characteristics. We accumulated all the data, and extracted multiple data sets that correlated with previously identified toxic characteristics as well as structural and functional features of chemicals. By the end of fiscal year 2010, we had extracted a total of 57 gene expression data sets that showed tissue-specific alteration of gene expression caused by each chemical species; the expression of these genes correlated with previously reported toxicological findings in the rodent spleen, liver, kidney, cerebellum, and subcutaneous fat.
ダウンロード成果報告書データベース(ユーザ登録必須)から、ダウンロードしてください。

▲トップに戻る