BPA暴露と肝臓の健康への影響
研究でBPAが肝臓疾患や世代間の健康影響に関連していることがわかった。
― 1 分で読む
非アルコール性脂肪肝疾患(NAFLD)は、特に西洋の国々でよく見られる肝臓の病気で、世界的にも増えてきてるんだ。NAFLDは、肝細胞に脂肪が過剰に蓄積されることで起こり、肝臓の重量の5%を超えるときに発生する。この脂肪の蓄積は「二段階仮説」と呼ばれるプロセスの第一ステップ。第二ステップ、つまり「第二の打撃」では、ストレスや炎症、最終的には細胞死によって肝臓がダメージを受ける。
NAFLDを診断したり治療しなかったりすると、非アルコール性脂肪肝炎(NASH)など、より深刻な肝臓の問題につながることがある。NASHでは、肝臓のいくつかの細胞が瘢痕や線維症を引き起こす物質を放出し、これは時間と共に悪化する肝臓の損傷の一形態だ。最終的には、肝硬変などの深刻な状態になり、肝臓の移植が必要になることも。
NAFLDの発症には、いろんな要因が絡んでる。最近の見解では、単に2つの要因だけじゃなく、複数の要因が作用しているとされてる。遺伝、環境、ライフスタイルの選択、インスリン抵抗性、腸内細菌などが含まれる中でも、環境化学物質、特にビスフェノールA(BPA)がNAFLDを引き起こす大きな役割を果たしてる。
ビスフェノールA(BPA)とは?
BPAはプラスチックや食品容器など、いろんな製品に使われてる広く知られた化学物質。BPAはとてもポピュラーだから、人間も動物も若いころからしばしばBPAにさらされてる。この曝露は健康問題を引き起こし、将来の世代にも影響を及ぼす可能性がある。研究では、BPA曝露と心臓病、糖尿病、肝臓の問題などいろいろな健康問題の関連が示されてる。
研究によれば、尿中のBPAレベルと肥満や肝臓の脂肪蓄積などの状態との関連があることがわかってる。BPAは肝細胞にもっと脂肪を作らせ、肝細胞に有害なストレスをもたらし、その機能に影響を与える。
代謝障害における性別の役割
性別は代謝障害において重要な役割を果たす。研究によると、BPA曝露が肝臓の問題を男女で異なる形で引き起こすことがある。BPAは次の世代にも持続的な変化をもたらし、曝露された人とその子孫の両方に影響を与える。メダカを使った研究では、これらの魚がNAFLDを研究するためのモデルになれることが示された。BPAに曝露された後、メダカはNAFLDの特徴を世代を超えて引き継ぐことができる。
メダカの遺伝的変化が人間のNAFLD患者のものと一致するかどうかを理解することが重要だ。研究者たちは、魚と人間の遺伝的変化を比較し、共通のパターンを探し、NAFLDに関連する重要な遺伝子を特定した。
メダカの研究
この研究では、BPA曝露が肝疾患を引き起こす仕組みを調べるためにメダカを使用してる。魚は制御された環境で飼われていて、特定のグループだけがBPAに曝露される。研究では、BPA曝露が曝露された世代だけでなく、彼らの子孫にも影響を及ぼすことが示されてる。
3世代後、魚の肝臓の変化を現代的な技術を使って分析する。これにより、科学者たちはどの遺伝子がBPAの影響を受けているか、そして人間のNAFLD患者で見られる変化とどう比較されるかを確認できる。
BPAに曝露された魚の遺伝的変化
詳細な分析を通じて、研究者たちはBPAに曝露された魚の肝臓とそうでない魚の肝臓で異なる表現を持つ何千もの遺伝子を特定した。これらの遺伝子はNAFLDを研究するための潜在的なマーカーとして役立つかもしれない。
魚の間でも、男女で異なるパターンが観察された。一般的に、雌の魚は雄の魚よりも肝疾患に関連する遺伝的変化が多く見られた。研究者たちは、BPA曝露に対してより活発または不活発な遺伝子を特定した。この発見は、BPA曝露が雄と雌の魚両方において肝機能と代謝に大きな変化をもたらすことを示唆してる。
BPAによって引き起こされる経路
魚の肝臓の分析で特定された生物学的経路がいくつか強調された。これらの経路は、炎症、脂肪代謝、肝細胞のストレス反応に関連してる。BPAに曝露された雄と雌の魚の両方で、免疫反応に関連する多くの遺伝子がより活発だった。これはBPA曝露が肝臓に炎症反応を引き起こし、脂肪肝疾患の進行に寄与する可能性があることを示唆してる。
さらに、脂肪代謝の経路も調べられた。雌の魚では、脂肪を分解するのを助ける特定の遺伝子がうまく機能していなかった。これは、BPA曝露が肝臓の脂肪管理能力に影響を与え、脂肪の蓄積とNAFLDのような病気のリスクを増加させることを示してる。
人間の健康との関連
この研究は魚だけにとどまらず、発見をNAFLDの人間の患者のデータと比較した。魚で見つかったNAFLDに関連する多くの遺伝子が人間にも見られた。この関連性は、魚におけるBPA曝露の影響が人間の健康リスクを理解する上で重要かもしれないことを示すさらなる証拠を提供する。
BPAに曝露された魚と人間の患者の間で共通の経路として、炎症や脂肪代謝に関連するものが特定された。これは、BPAのような環境化学物質の影響を理解することが、動物と人間の健康の両方にとって重要だという考えを強化する。
結論的な考え
この研究の結果は、BPAのような環境要因に対処する重要性を強調してる。この化学物質は、直接曝露される人だけでなく、将来の世代にも持続的な影響を及ぼす可能性がある。メダカのような生物を研究することで、科学者たちは環境曝露と病気の発展の複雑な相互作用を解明し、NAFLDのような人間の病気に対する予防策を形成する手助けができるかもしれない。これらのつながりを理解することは、クリーンな環境の必要性と有害化学物質への曝露を制限する必要性を浮き彫りにしてる。
タイトル: Sex-specific expression of the human NAFLD-NASH transcriptional signatures in the liver of medaka with a history of ancestral bisphenol A exposure
概要: The progression of fatty liver disease to non-alcoholic steatohepatitis (NASH) is a leading cause of death in humans. Lifestyles and environmental chemical exposures can increase the susceptibility of humans to NASH. In humans, the presence of bisphenol A (BPA) in urine is associated with fatty liver disease, but whether ancestral BPA exposure leads to the activation of human NAFLD-NASH-associated genes in the unexposed descendants is unclear. In this study, using medaka fish as an animal model for human NAFLD, we investigated the transcriptional signatures of human NAFLD-NASH and their associated roles in the pathogenesis of the liver of fish who were not directly exposed but their ancestors were exposed to BPA during embryonic and perinatal development three generations prior. Comparison of bulk RNA-Seq data of the liver in BPA lineage male and female medaka with publicly available human NAFLD-NASH patient data revealed transgenerational alterations in the transcriptional signature of human NAFLD-NASH in medaka liver. Twenty percent of differentially expressed genes (DEGs) were upregulated in both human NAFLD patients and medaka. Specifically in females, among the total shared DEGs in the liver of BPA lineage fish and NAFLD patient groups, 27.69% DEGs were downregulated and 20% DEGs were upregulated. Off all DEGs, 52.31% DEGs were found in ancestral BPA-lineage females, suggesting that NAFLD in females shared majority of human NAFLD gene networks. Pathway analysis revealed beta-oxidation, lipoprotein metabolism, and HDL/LDL-mediated transport processes linked to downregulated DEGs in BPA lineage males and females. In contrast, the expression of genes encoding lipogenesis-related proteins was significantly elevated in the liver of BPA lineage females only. BPA lineage females exhibiting activation of myc, atf4, xbp1, stat4, and cancerous pathways, as well as inactivation of igf1, suggest their possible association with an advanced NAFLD phenotype. The present results suggest that gene networks involved in the progression of human NAFLD and the transgenerational NAFLD in medaka are conserved and that medaka can be an excellent animal model to understand the development and progression of liver disease and environmental influences in the liver.
著者: Ramji K. Bhandari, S. K. Chakraborty, S. Anand
最終更新: 2024-05-21 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.19.594843
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.19.594843.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。