2020-07-21 北海道大学,科学技術振興機構,国際協力機構
ポイント
- 高濃度の鉛暴露下に暮らす子どもの血中鉛濃度と異常なDNAメチル化の関係性を明らかにした。
- 鉛暴露のレベルが高いほど、ALAD遺伝子やp16遺伝子のメチル化レベルが高いことが判明。
- 異常なメチル化は鉛中毒によるリスクにつながることが示唆された。
北海道大学 大学院獣医学研究院の石塚 真由美 教授、中山 翔太 助教、ヨハネス・ヤレド 博士研究員、中田 北斗 博士研究員とザンビア大学 獣医学部のジョン・ヤベ 講師らの研究グループは、ザンビアのカブウェ地域にて、鉛暴露環境下の子どもの血中鉛濃度と遺伝子上流域におけるDNAメチル化レベルとの関係を明らかにしました。
鉛は毒性のある金属として有名であり、深刻な健康被害を及ぼすことが危惧されます。しかしながら、ヒト、特に子どもに対する血中鉛濃度の安全な基準値(危険となる閾値)は設定できないのが現状です。また、鉛暴露とDNAのメチル化との関連性について子どもを対象として調査した研究例はほとんどありませんでした。
研究グループは、ザンビアのカブウェ地域の鉱山に近いエリア(2～3km)に住んでいる子ども(102人)と、鉱山から遠いエリア(6～7km)に住んでいる子ども(38人)を対象に調査を行いました。子どもの血中鉛濃度をLeadCare IIというポータブル測定機器により測定し、ヘモグロビンを合成する酵素であるALAD遺伝子とがん抑制遺伝子(p16遺伝子)のプロモーター領域におけるメチル化頻度について、メチル化特異的PCR法(メチル化及び非メチル化されている塩基を特異的にPCR増幅してメチル化の程度を解析)により解析しました。
解析の結果、鉱山に近いエリア(2～3km)に住んでいる子ども(102人)の血中鉛濃度の平均値は23.7μg/dL、鉱山から遠いエリア(6～7km)に住んでいる子ども(38人)は7.9μg/dLでした。ALAD遺伝子のメチル化の割合は高レベルの鉛暴露下では84.3パーセント、低レベルの暴露環境下では42.1パーセントでした。一方、p16遺伝子のメチル化の割合は高レベルの鉛暴露下では67.7パーセント、低レベルの暴露環境下では44.7パーセントでした。
これらの結果より、鉛暴露のレベルが高いほど、ALAD遺伝子やp16遺伝子のメチル化レベルが高いことが分かりました。本結果は、ヘモグロビンを合成する酵素であるALAD遺伝子とがん抑制遺伝子であるp16遺伝子の発現量が鉛暴露により抑制され、鉛暴露による貧血などの血液毒性や発がんリスクの上昇の可能性を示唆するものでした。今後は、実際の貧血などの症状や発がんリスクへの影響を調査する予定です。
なお、本研究成果は、環境化学誌「Environmental Research」のオンライン版に近日中に掲載されます。
本研究は、国立研究開発法人 科学技術振興機構(JST)と独立行政法人 国際協力機構(JICA)の連携事業である地球規模課題対応国際科学技術協力プログラム(SATREPS)「ザンビアにおける鉛汚染のメカニズムの解明と健康・経済リスク評価手法及び予防・修復技術の開発」(研究代表者:石塚 真由美)の支援を受けて行われました。
- “Blood lead levels and aberrant DNA methylation of the ALAD and p16 gene promoters in children exposed to environmental-lead”
(鉛暴露環境下における子どもの血中鉛濃度とALAD及びp16遺伝子上流域のDNAメチル化) - DOI:10.1016/j.envres.2020.109759
中山 翔太(ナカヤマ ショウタ)
北海道大学 大学院獣医学研究院 助教
石塚 真由美(イシヅカ マユミ)
北海道大学 大学院獣医学研究院 教授
科学技術振興機構国際部SATREPSグループ
国際協力機構(JICA) 社会基盤部 資源・エネルギーグループ
北海道大学 総務企画部 広報課
科学技術振興機構 広報課
