ラットにアクリルアミドを50mg/kg/日、８日投与すると後肢の脱力と失調を来す。これらのラットを4.7T MRIで観察したところ、脳室・脳槽の拡大がみられた。 さらに大脳皮質の厚さは対照に比して小であった。これらから、アクリルアミドの上記投与によるラットは、形態学的にもアクリルアミド脳症モデルと考えられる。

　CCRF-CEM（ヒトT細胞系）を塩化トリブチルスズ(TBT)(0.25-2uM)と１時間インキュベートすると、TBT量に応じて、ERK、JNK、p38のmitogen-activated preotein kinase (MAPK)のリン酸化がみられた。 これらの総蛋白量には変化はなかった。このリン酸化は、曝露後15分から4時間までみられたが、細胞生存率には変化がなかった。また、TBTのMAPKリン酸化能は他のブチルスズ(dibutyltin, monobutyltin) や有機スズ(trimethyltin, triphenyltin, triethyltin)塩化物に比して高かった。一方、このリン酸化は細胞内Ca²⁺をキレートすると消失したが、細胞外Ca²⁺除去では消失しなかった。 このようにTBTは細胞内Ca²⁺を介して、MAPKをリン酸化することが明らかになった。

　ラットにヘキサクロロフェン(HCP)を30mg/kg/日 5日間投与し、4.7T磁気共鳴(MR)を用いて観察したところ、T2強調画像で、髄鞘に富む部位が著明に描出された。 観察した全ての部位で、ランダムな水分子の動きを反映すると考えられるapparent diffusion coefficient (ADC)の著明な低下がみられた。 HCP投与中止7日後にはT2強調画像上の著明な変化は消失したが、ADCはほとんどの部位で低下していた。HCPを投与し高磁場MRで観察したラットは、"細胞毒性"脳浮腫の良いモデルになること、 また、本モデルは髄鞘に富む構造の観察に有用と考えられる。

　さまざまな化学物質がけいれんを引き起こしうるが、ペンチレンテトラゾール(PTZ)はその代表的物質である。本実験では、マウスに生理的食塩水あるいはカルニチン（LまたはD型）を腹腔内投与３０分後、 PTZを投与し、けいれん発現を２０分間観察した。L-カルニチン投与により、けいれんの程度・回数が有意に減少し、 間代性けいれんの潜時も延長した。D-カルニチンは、有意のけいれん抑制効果を示さなかった。 一方、脳内c-fosのmRNA発現量をRT-PCRを用いて測定したところ、対照（生理的食塩水＋PTZ）に比して、L-カルニチン投与群では有意の抑制がみられた。 以上から、L-カルニチンが、PTZ誘発けいれんとそれに伴う脳内の前初期遺伝子発現に対する明確な抑制効果をもつことが明らかとなった。

　カドミウムは繊維芽細胞を含むさまざまな細胞でc-fos遺伝子発現を誘導する。ここでは、c-fos欠損細胞と非欠損細胞でのカドミウム毒性を比較した。 WST-8変換、トリパンブルー排除、LDH漏出いずれを指標としても、c-fos欠損細胞ではカドミウムによる影響が大であった。少なくとも3T3様繊維芽細胞では、c-fosは カドミウム毒性に対して防御的に働いている可能性がある。

　LLC-PK1 細胞を塩化水銀に暴露すると、リン酸化されたc-Jun N-terminal kinase(JNK)レベルおよびglutathione-S-transferase-c-Junを基質としてみたJNK活性が 水銀量に応じて上昇した。 これらに一致して、c-Junおよびリン酸化されたc-Junの著明な増加もみられた。 これらについて、水銀の効果はカドミウムを上回った。一方、BAPTA（細胞内カルシウムキレータ）処理により、カドミウムの効果が消失するのに対し、水銀については影響しなかった。 さらに極性の高いマレイミド(NHM)、非極性のマレイミド(NEM)共に水銀の効果を抑制しなかった。 これらから、水銀によるJNK活性上昇には、細胞内カルシウムおよびSH基は重要な役割は果たしていないことが考えられた。

　アクリルアミドはヒトおよび動物で、中枢・末梢神経障害を引き起こすが、その機構、障害防止法は不明である。ただ、アクリルアミドはSH基と反応することが知られている。 我々は先にN-アセチルシステイン(NAC)が腎臓由来細胞において、カドミウム毒性を防止することを見いだした(J Pharmacol. Exp Therap 287:344-351, 1998)。 さらにNACが神経細胞保護作用をもちうることを示唆する報告もある。そこで、ラットにアクリルアミドを投与し、NACの効果を検討した。しかし、landing foot spreadにより 評価した神経障害、脳内グルタチオンレベルいずれにも有意の影響はみられなかった。

　LLC-PK₁ 細胞をカドミウム(Cd)暴露すると、３０分後からリン酸化されたc-Jun NH₂-terminal kinase(JNK)レベルが増加し、８時間後にもそれがみられた。JNK活性もCd量に応じて上昇した。 さらにc-Junおよびセリン６３と７３においてリン酸化されたc-Junの著明な増加もみられた。一方、BAPTA（細胞内カルシウムキレータ）で細胞を処理するとJNKリン酸化が消失するのに対し、TPEN（細胞膜透過性重金属キレータ）は 影響しなかった。以上から、Cdが腎上皮由来細胞において持続性のJNK経路活性化をもたらすこと、それには細胞内カルシウムが必要なことが明らかになった。

　色素排除およびLDH漏出を指標としてみたLLC-PK₁ 細胞へのカドミウム(Cd)毒性は1mMのN-アセチルシステイン(NAC)によりほぼ完全に抑制された。NACは細胞内グルタチオンを倍増させたが、 ブチオニンスルフォキシミンによってこれを阻害してもNACの細胞保護作用は変わらなかった。NACは、Cdによるc-Fos蛋白増加も抑制したが、アクチノマイシンＤによる遺伝情報転写阻害はNAC効果に影響しなかった。 一方、NACはCdの細胞への取り込みを著明に低下させた。以上から、NACのLLC-PK₁ 細胞でのCdからの保護の主要な機構として、Cdの細胞内取り込みの抑制が考えられた。

　塩化水銀は代表的な腎毒性物質である。ブタ腎臓由来のLLC-PK1細胞に塩化水銀を曝露すると、３０分後からc-fos mRNAが増加し、それにおくれてc-Fos蛋白の増加、さらにアポトーシスを示唆する所見がみられた。 c-fos発現はアクチノマイシンＤで完全に抑制されたことから、塩化水銀による遺伝子情報転写促進が考えられた。

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Effects of single exposure to toluene vapor on the expression of immediate early genes and GFAP gene in the mouse brain
Archives of Toxicology 71: 722-723,1997. (Matsuoka, M., Matsumura, H., Igisu, H., Hori, H., Tanaka, I.)

　トルエンは広く用いられている有機溶剤である。その神経系に及ぼす影響についてはさまざまな議論がなされている。マウスに500および2000 ppm、８時間トルエンを曝露したが、脳内の早初期遺伝子(c-fos, c-jun)およびGFAP（アストログリアのマーカー）遺伝子発現に変化はみられなかった。

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Suppression of pentylenetetrazol-induced seizures by carnitine in mice
Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology 355: 545-549, 1997. (Yu, Z., Iryo, Y., Matsuoka, M., Igisu, H., Ikeda, M.)

　本研究室では、先にカルニチンがアンモニア（特定化学物質第３類）誘発けいれんを抑制しうることを示した(Brain Res 567:328-31, 1991; Biochem Pharmacol 46:159-64, 1993など)が、今回けいれん誘発物質として最も標準的とされるペンチレンテトラゾールで誘発したけいれんに対しても有効であることを見いだした。カルニチンは脂肪酸のミトコンドリア内膜通過に必須の物質であるが、脳での生理作用は不明である（脳内にもカルニチンは存在するが、脳は脂肪酸をエネルギー源とはしない）。カルニチンは内因性の脳保護物質としての機能を持つのかもしれない。

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Cooperative inhibition of acetylcholinesterase activities by hexachlorophene in human erythrocytes
Archives of Toxicology 71: 151-156, 1997. (Matsumura, H., Matsuoka, M., Igisu, H., Ikeda, M.)

　ヘキサクロロフェン(HCP)が、ヒト赤血球膜アセチルコリンエステラーゼ(AchE)活性に対し、今までに知られている物質のうちで最も強力な協同性の高い阻害効果をもつことを明らかにした。 HCPはAchE（生物学的モニタリングにおいて重要）の状態を調べるために有用である可能性がある。本所見は、HCPの脱髄作用（中枢・末梢神経でのミエリン破壊）との関連でも興味深い。

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