４．４．水生生物（魚類など）における有用性
魚類におけるメタロチオネインについては、1974年にOlafsonら52)がカサゴでメタロチオネイン様タンパク質を見出したのをはじめとして、カドミウムを曝露したウナギ53)、ヒラメ54)、カツオ55)、カジカ56)、フナ57)、コイ58,59,60)、ニジマス61)などの肝臓やシラウオ62)でメタロチオネインの存在が確認されている。
また、コイやマダイの肝膵臓中のメタロチオネインがトリブチルスズあるいはトリフェニルスズの投与によって増加することも確認されている63)。
さらに、塩化カドミウムを溶解した水槽で飼育することによって、ウナギ53)、カレイ64)、ギンザケ65)、コイ66)の肝臓、腎臓あるいは鰓などで、また、塩化第二水銀溶液で飼育したウナギ67)の肝臓や鰓で、それぞれメタロチオネインが誘導合成されることが見出されている。
file:////E¦/health(new)/mtbio/
ｍｔbio-j.htm (4/9)2007/12/11 14:35:15
mtbio-J
このように、多くの魚類で重金属曝露によるメタロチオネイン合成の誘導が確認されており、少なくとも重金属汚染のバイオマーカーとしてメタロチオネインが有用であることが示唆されている6,68-70)。
事実、一般環境中のウナギ53)をはじめいくつかの魚類71)でメタロチオネインの存在が確認され、しかも、そのメタロチオネインには必須金属である亜鉛や銅の他にカドミウムも結合していることが見出されている。
鬼頭ら72)も長良川に生息するコイやフナの肝膵臓にカドミウム結合メタロチオネインの存在を確認している。
これらの魚類は環境中での重金属曝露の可能性が考えられ、そのためにメタロチオネインの生体内での存在が認められたと考えられている。
魚類においても重金属汚染バイオマーカーとしてメタロチオネインmRNAレベルの有用性に関する検討が試みられている。
Schlenkら73)は、米国アーカンサスの水銀汚染地域の湖に生息するバスの肝臓中メタロチオネインmRNAレベルが非汚染地域に生息するバスに比べて２倍に増加し、しかも、バスの肝臓中メタロチオネインmRNAレベルと筋肉中水銀濃度との間に有意な相関が認められたことを報告している。
また、いくつかの研究グループによって、亜鉛を曝露した金魚とティラピアの肝臓やカドミウムを曝露したナマズおよびニジマスの肝臓中で、メタロチオネインmRNAレベルが有意に発現することが報告されている74-76)。
このように、重金属汚染に対する高感度のバイオマーカーとしてメタロチオネインmRNAの検出は有用であることが示唆された。
ごく最近、武藤ら77)は、カドミウムや重金属曝露だけでなくデキサメサゾンの曝露およびエアーポンピングストレスによってコイの肝臓並びに腎臓中メタロチオネインが誘導されることを報告しており、メタロチオネインが様々な環境ストレスに対するバイオマーカーとしての有用性が期待できるようになった。
魚類以外の水生生物でもムラサキイガイ78-80)、アオガイ81)、オオバンヒザラガイ82)、ハマグリ83)、カニ82,84,85)、エビ82)、藍藻類86)などにおいて、カドミウムなどの重金属の曝露によってメタロチオネインの誘導が確認されている87)。
今後、環境汚染、特に重金属汚染のバイオマーカーとして、これらの水生生物のメタロチオネインを利用した研究が進められていくものと思われる。
５．おわりに
上述したように、メタロチオネインは、重金属汚染バイオマーカーとしてヒトをはじめとして哺乳動物から魚類にいたるまで、その有用性が確認され、様々な環境における重金属汚染バイオマーカーとしてメタロチオネインのモニタリングが、今後益々進められていくであろう。
一方、これまでの環境汚染バイオマーカーとしてのメタロチオネインの役割に関する知見の多くは主として重金属汚染に限定されており、重金属以外の環境汚染に対するメタロチオネインのバイオマーカーとしての有用性についてはほとんど検討されていない。
さらに、環境汚染は１つの要因によるものだけでなく、未知数の要因によって引き起こされており、複合汚染による生体影響を評価する必要がある。
しかしながら、ごく最近、コイを対象にホルモンや環境ストレスに対しても、メタロチオネインがバイオマーカーとして有用であることが確認された77)。
しかも、前述したように、メタロチオネインは重金属以外にも様々な環境因子によってその合成が誘導される特徴を持っている。
従って、メタロチオネインは、重金属汚染だけでなく様々な条件下での複合環境汚染バイオマーカーとしても有用であると考えられる。
（ 以 上 ）file:////E¦/health(new)/mtbio/
ｍｔbio-j.htm (5/9)2007/12/11 14:35:15
mtbio-J
・参 考 文 献
1) Margoshes, M. and Vallee, B.L. (1957) J. Am. Chem. Soc. 79: 4813-4814.
2) Kojima, Y. (1991) Methods Enzymol. 205: 8-10.
3) Kagi, J.H.R. (1993) In Metallothionein III. Suzuki, K.T., Imura, N. and Kimura, M. eds.
Birkhauser Verlag Basel, pp. 29-55.
4) Engel, D.W. and Brouwer, M. (1984) Mar. Environ. Res. 14: 139-151.
5) Rauser, W.E. (1990) Annu. Rev. Biochem. 59: 61-86.
6) Suzuki, K.T. (1991) Methods Enzymol. 205: 252-263.
7) Roesijadi, G. and Fowler, B.A. (1991) Methods Enzymol. 205: 263-273.
8) Grill, E., et al. (1991) Methods Enzymol. 205: 333-341.
9) Roesijadi, G. (1992) Aquat. Toxicol. 22: 81-114.
10) Cherian, M.G. and Chan, H.M. (1993) In Metallothionein III. Suzuki, K.T., Imura, N.
and Kimura, M. eds. Birkhauser Verlag Basel, pp. 87-109.
11) Roesijadi, G. (1993) In Metallothionein III. Suzuki, K.T., Imura, N. and Kimura, M. eds.
Birkhauser Verlag Basel, pp. 141-158.
12) Webb, M. (1979) In The Chemistry, Biochemistry and Biology of Cadmium. Webb, M.
ed. Elsevier/North-Holland Biochemical Press, pp. 196-266.
13) Sato, M. and Bremner, I. (1993) Free Rad. Biol. Med. 14: 325-337.
14) Min, K., et al. (1993) In Metallothionein III. Suzuki, K.T., Imura, N. and Kimura, M.
eds. Birkhauser Verlag Basel, pp. 159-174.
15) Nishimura, H., et al. (1989) J. Histochem. Cytochem. 37: 715-722.
file:////E¦/health(new)/mtbio/
ｍｔbio-j.htm (6/9)2007/12/11 14:35:15
mtbio-J
16) Tohyama, C., et al. (1993) Hepatology 18: 1193-1201.
17) Panemangalore, M., et al. (1983) Dev. Biol. 97: 95-102.
18) Nartey, N.O., et al. (1987) Am. J. Pathol. 129: 177-182.
19) Kelley, S.L., et al. (1988) Science 241: 1813-1815.
20) Michalska, A.E. and Choo, K.H.A. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 90: 8088-8092.
21) Masters, B.A., et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 91: 584-588.
22) Erickson, J.C. (1997) J. Neurosci. 17: 1271-1281.
23) Palmiter, R.D., et al. (1993) Mol. Cell. Biol. 13: 5266-5275.
24) Piscator, M. (1964) Nord. Hyg. Tidskr. 45: 76-82.
25) Hamer, D.H. (1986) Ann. Rev. Biochem. 55: 913-951.
26) Andrews G.K. (1990) Prog. Food Nutr. Sci. 14: 193-258.
27) Koizumi, S., et al. (1992) J. Biol. Chem. 267: 18659-18664.
28) Westin, G. and Schaffner, W. (1988) EMBO J. 7: 3763-3770.
29) Lee, D.K., et al. (1999) Biochem. J. 337: 59-65.
30) Hozumi, I., et al. (1998) Neurochem. Res. 23: 319-328.
31) Moffatt, P. and Seguin, C. (1998) DNA Cell Biol. 17: 501-510.
32) Quaife, C.J., et al. (1994) Biochemistry 33: 7250-7259.
33) Tohyama, C. and Shaikh, Z.A. (1981) Fundam. Appl. Toxicol. 1: 1-7.
34) Tohyama, C., et al. (1981) Toxicology 22: 181-191.
35) Vander Mallie, R.J. and Garvey, J.S. (1979) J. Biol. Chem. 254: 8416-8421.
36) Garvey, J.S. and Chang, C.C. (1981) Science 214: 805-806.
37) Cosma, G.N., et al. (1991) J. Toxicol. Environ. Health 34: 39-49.
38) Tohyama, C., et al. (1988) J. Appl. Toxicol. 8: 15-21.
39) Mitane, Y., et al. (1986) Fundam. Appl. Toxicol. 6: 285-291.
40) Tohyama, C., et al. (1981) Toxicology 20: 289-297.
file:////E¦/health(new)/mtbio/
ｍｔbio-j.htm (7/9)2007/12/11 14:35:15
mtbio-J
41) Tohyama, C., et al. (1982) Arch. Toxicol. 50: 159-166.
42) Chang, C.C., et al. (1980) Environ. Res. 23: 422-428.
43) Ganguly, S., et al. (1996) Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 5: 297-301.
44) Tohyama, C., et al. (1986) Ecotoxicol. Environ. Safety 12: 85-94.
45) Elliott, J.E., et al. (1992) Arch. Environ. Contam. Toxicol. 22: 63-73.
46) Dallinger, R., et al. (1997) Nature 388: 237.
47) Dallinger, R., et al. (1999) In Metallothionein IV. Klaassen. C. ed. Birkhauser Verlag
Basel, pp. 173-178.
48) Morris, C.A., et al. (1999) In Metallothionein IV. Klaassen. C. ed. Birkhauser Verlag
Basel, pp. 621-627.
49) Suzuki, K.T., et al. (1980) Arch. Environ. Contam. Toxicol. 9: 415-424.
50) Shimada, A., et al. (1996) J. Vet. Med. Sci. 58: 983-988.
51) Kojima, S., et al. (1999) J. Vet. Med. Sci. 61: 343-349.
52) Olafson, R.W. and Thompson, J.A.J. (1974) Mar. Biol. 28: 83-86.
53) Noel-Lambot, F., et al. (1978) Comp. Biochem. Physiol. C 61: 177-187.
54) Overnell, J., et al. (1979) Biochem. J. 183: 277-283.
55) Takeda, H. and Shimizu, C. (1982) Bull. Jpn. Soc. Sci. Fish 48: 717-723.
56) Ridlington, J.W., et al. (1981) Comp. Biochem. Physiol. B 70: 93-104.
57) Yamamura, M. and Suzuki, K.T. (1983) Eisei Kagaku 29: 100-104.
58) Kito, H., et al. (1982) Comp. Biochem. Physiol. C 73: 121-127.
59) Kito, H., et al. (1986) Environ.Health Perspect. 65: 117-124.
60) Ariyoshi, T., et al. (1990) Bull. Environ. Contam. Toxicol. 44: 643-649.
61) Beatie, J.H. and Pascoe, D. (1979) Toxicol. Lett. 4: 241-246.
62) Carginale, V., et al. (1999) In Metallothionein IV. Klaassen. C. ed. Birkhauser Verlag
Basel, pp. 167-172.
63) Kawano, A., et al. (1996) Bull. Environ. Contam. Toxicol. 56: 774-781.
64) Coombs, T.L. (1975) Environ. Sci. Res. 7: 187-195.
file:////E¦/health(new)/mtbio/
ｍｔbio-j.htm (8/9)2007/12/11 14:35:15
mtbio-J
65) Reichert, W.L., et al. (1979) Comp. Biochem. Physiol. C 63: 224-234.
66) Kito, H., et al. (1982) Comp. Biochem. Physiol. C 73: 129-134.
67) Bouquegneau, J.M., et al. (1975) FEBS Lett. 55: 173-177.
68) 鬼頭英明, 他. (1982) 生態化学, 5: 21-37.
69) Kito, H., et al. (1984) Eisei Kagaku 30:275-283.
70) Hogstrand, C. and Haux, C. (1991) Comp. Biochem. Physiol. C 100: 137-141.
71) 山本義和, 他. (1977) 日水誌, 43: 1327-1332.
72) Kito, H., et al. (1982) Comp. Biochem. Physiol. C 73: 135-139.
73) Schlenk, D., et al. (1995) Ecotoxicol. Environ. Safety 31: 282-286.
74) Chan, K.M. (1994) Biochem. Biophys. Res. Commun. 205: 368-374.
75) Zhang, Y.S. and Schlenk, D. (1995) Environ. Toxicol. Chem. 14: 1425-1431.
76) Norey, C.G. et al. (1990) Comp. Biochem. Physiol. C 97: 215-220.
77) Muto, N., et al. (1999) Comp. Biochem. Physiol. C 122: 75-82.
78) George, S.G., et al. (1979) Biochim. Biophys. Acta. 580: 225-233.
79) Bebianno, M.J. and Langston, W.J. (1999) In Metallothionein IV. Klaassen. C. ed.
Birkhauser Verlag Basel, pp. 187-194.
80) Raspor, B., et al. (1999) In Metallothionein IV. Klaassen. C. ed. Birkhauser Verlag
Basel, pp. 629-632.
81) Howard, A.G. and Nickless, G. (1977) Chem-Biol. Interact. 16: 107-114.
82) Olafson, R.W., et al. (1979) Biochem. Physiol. B 62: 407-416.
83) Roesijadi, G. (1980) Biol. Bull 158: 233-247.
84) Olafson, R.W., et al. (1979) Comp. Biochem. Physiol. B 62: 417-424.
85) Overnell, J. and Trewhella, E. (1979) Comp. Biochem. Physiol. C 64: 69-76.
86) Olafson, R.W., et al. (1979) Biochem. Biophys. Res. Commun. 89: 36-43.
87) Dallinger, R. (1994) Appl. Biochem. Biotechnol. 48: 27-31.
file:////E¦/health(new)/mtbio/
ｍｔbio-j.htm (9/9)2007/12/11 14:35:15
runより：(o´･ω･)´-ω-)ｳﾝ、サッパリ分からん。
かなり難しい事が書かれていますが「バイオマーカーは病気の進行状態や治療の効果を測るための、化学的、物理学的、または生物学的指標である」とされており効果的な治療に役立つと考えられます。
蛋白質という所が不安材料ではありますね。