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環境中のステロイド混合物の影響は、個々のステロイド受容体シグナリングによって制御されている
Effects of environmental steroid mixtures are regulated by individual steroid receptor signaling.
PMID: 32668346 DOI: 10.1016/j.aquatox.2020.105562.
抄録
魚類は汚染水域で異なるクラスのステロイドに曝露されているが、その影響は十分に理解されていない。ここでは、モルフォリノオリゴヌクレオチドを用いたアンチセンス法を用いて、グルココルチコイド受容体（GRs、GRα、GRβ）およびアンドロゲン受容体（AR）をノックダウンし、生理的および転写応答におけるそれらの役割を調べた。この目的のために、ゼブラフィッシュの胚を、プロピオン酸クロベタゾール（CLO）、アンドロステンジオン（A4）、および異なるクラスのステロイドを含む混合物に曝露した。CLOは、受精後24時間および/または48時間（hpf）において、自発筋収縮の減少および心拍数の増加、ならびにpepck1、fkbp5、sult2st3およびvitellogenin（vtg1）の転写誘導を引き起こした。GR のノックダウンはこれらの影響を排除したが、AR のノックダウンは ar の転写物を減少させたが、24 hpf で A4 に曝露した後の sult2st3 の誘導を除いて、発現の変化は起こらなかった。プロゲステロン(P4)と3種のプロゲスチン、酢酸シプロテロン、ジエノゲスト、ジエノゲスト、ドロスピレノン、17β-エストラジオール(E2)およびCLOからなる6種のステロイドの混合物に曝露すると、pepck1、sult2st3、vtg1およびper1aが有意に誘導された。GRのノックダウンにより、vtg1, sult2st3, pepck1, fkbp5, per1aの生理的効果とアップレギュレーションが消失した。このように、CLOと同様に、混合物中の反応は他のステロイドの存在とは無関係にGRによって制御されていた。A4、CLO、E2およびP4からなる混合物への暴露はvtg1、cyp19b、sult2st3およびfkbp5の誘導を引き起こした。AR のノックダウンは効果がなく、これらの遺伝子の制御は GR とエストロゲン受容体（ER）によって行われていることが示唆された。本研究で得られた知見は、初期胚において、GR が既知のグルココルチコイド標的遺伝子に加えて、vtg1 と sult2st3 の誘導を引き起こすことを示している。各ステロイド受容体は、他のステロイドとは独立して、ステロイド混合物中で独自の標的遺伝子を制御していた。しかし、ステロイド混合物中ではvtg1とfkbp5の発現誘導が亢進しており、GRとERの相互作用/クロストークが示唆された。これらの知見は、ステロイド混合物の分子効果を理解する上で重要である。
Fish are exposed to steroids of different classes in contaminated waters, but their effects are not sufficiently understood. Here we employed an anti-sense technique using morpholino oligonucleotides to knockdown the glucocorticoid receptors (GRs, GRα and GRβ) and androgen receptor (AR) to investigate their role in physiological and transcriptional responses. To this end, zebrafish embryos were exposed to clobetasol propionate (CLO), androstenedione (A4) and mixtures containing different classes of steroids. CLO caused a decrease of spontaneous muscle contraction and increase of heart rate, as well as transcriptional induction of pepck1, fkbp5, sult2st3 and vitellogenin (vtg1) at 24 and/or 48 h post fertilization (hpf). Knockdown of GRs eliminated these effects, while knockdown of AR decreased the ar transcript but caused no expressional changes, except induction of sult2st3 after exposure to A4 at 24 hpf. Exposure to a mixture of 6 steroids comprising progesterone (P4) and three progestins, cyproterone acetate, dienogest, drospirenone, 17β-estradiol (E2) and CLO caused a significant induction of pepck1, sult2st3, vtg1 and per1a. Knockdown of GRs eliminated the physiological effects and the up-regulation of vtg1, sult2st3, pepck1, fkbp5 and per1a. Thus, as with CLO, responses in mixtures were regulated by GRs independently from the presence of other steroids. Exposure to a mixture comprising A4, CLO, E2 and P4 caused induction of vtg1, cyp19b, sult2st3 and fkbp5. Knockdown of AR had no effect, indicating that regulation of these genes occurred by the GRs and estrogen receptor (ER). Our findings show that in early embryos GRs cause vtg1 and sult2st3 induction in addition to known glucocorticoid target genes. Each steroid receptor regulated its own target genes in steroid mixtures independently from other steroids. However, enhanced expressional induction occurred for vtg1 and fkbp5 in steroid mixtures, indicating an interaction/cross-talk between GRs and ER. These findings have importance for the understanding of molecular effects of steroid mixtures.
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