・出典: 国立環境研究所
http://www.nies.go.jp/index-j.html
・ダイオキシンによる生殖機能の異常はどのくらい低い濃度で起きるのか?
大迫誠一郎
ダイオキシンは人間の作り出した化学物質の中で最強(最悪)の毒物であるとよく言われる。
ダイオキシン類の中で最も毒性が強い異性体である2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin(TCDD)は確かにありとあらゆる化合物の中で,急性毒性による半数致死量(LD50; 投与した動物のうち半数が死んでしまう量)が最も低い値を示す。
ただ,いくら最強とは言え,大量生産されているわけではないから,ダイオキシンで死亡者がでることはこれからも(今までも?)ないだろう。
問題なのは,ダイオキシンが難分解性で環境中に蓄積しやすいため,われわれの体内にも食物を通して知らず知らずのうちに極微量ずつ入ってくることである。
極微量のダイオキシン(TCDD)の投与で生体にどのような変化が生じるのか,これまで多くの報告があるが,中でも,周産期(出産の前後)にTCDDに曝露された仔(ここでは実験動物の子供なので「仔」と書く)の生殖機能への影響がもっとも鋭敏であるとされている。
そこで,ダイオキシン汚染の特に激しいとされる日本でも,自ら毒性評価実験をすべく,果たしてどのくらい低い濃度で仔の生殖機能へ影響がでるのか,また,影響が出るとしたらどのような生殖機能が最も感受性が高いのか,独自の解析法で追試してみることとなった。
今回は特に雄の生殖機能について検討した。
妊娠15日目のラットにTCDDを一回だけ強制的に飲ませた。
用量はラットの体重1 kgあたり低いほうから12.5, 50, 200, 800ナノグラム(ng, 1 ng = 1/ 1,000,000,000 g)。
この12.5 ngが現在まで行われた動物実験でも最も低いレベルのものだった。生まれてきた雄の仔を生後49日目と120日目に検査したところ,肛門生殖突起間距離(AGD, 肛門から陰茎の付け根までの距離。図1A)が対照群に比べて短くなる傾向があることがわかった。
統計学的に有意差が生じたのはPND120の50 ng/kgからであった(図2)。
また,副生殖器官の集合体である尿生殖器複合体(図1B)も対照群に比べて小さくなる傾向があることがわかり,その中でも腹側前立腺の重量が対照群に比べて著しく小さくなることがわかった(図2)。
これに対して,精巣や精巣上体(精巣でできた精子の貯留器官)にTCDD投与による変化はなく,また精巣内での精子産生能にも変化はなかった。
さらに精巣分泌される男性ホルモンであるテストステロンの血清中濃度にもTCDD投与による変化はなかった。
そこでAGDや前立腺がなぜ小さくなったのか検討するため,これらの器官が発育するに際して必要とされるホルモンである5α-ジヒドロテストステロンの合成を行う5α-還元化酵素遺伝子の前立腺内における発現を測定した。
面白いことに,予想とは逆の結果として,その発現はTCDDの投与量が多くなるほど増加した(図3)。
一方,5α-ジヒドロテストステロンの受容体であるアンドロゲン受容体遺伝子に関しては,TCDDの投与量が多くなるほど減少し,統計学的には最低用量の12.5 ng/kgから有意差を示した(図3)。
これらの結果から言えることは,TCDD投与は雄性ホルモンの産生は抑制しないが,ホルモンに対する感受性を低下させるため,成熟後にそれらの器官の発育が正常より遅れると言うことであった。
実際,この実験方法のもととなったウイスコンシン大学のPeterson博士らの研究結果からも,我々の解析結果と類似の結論(ホルモンの産生に変化はないにもかかわらず前立腺がホルモンに反応しないという実験結果)が導き出されており,5α-還元化酵素遺伝子とアンドロゲン受容体遺伝子の発現変動はTCDDの生殖器官発生影響を考える上で重要な指標となると考えられた
図省略