フルオレン，フルオレン-1-カルボン酸およびフルオレン-9-カルボン酸のゼブラフィッシュ胚に対する急性毒性。フルオレン-1-カルボン酸の発生毒性の分子機構

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Chemosphere.2020 Jul;260:127622. S0045-6535(20)31817-8. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.127622.Epub 2020-07-11.

フルオレン，フルオレン-1-カルボン酸およびフルオレン-9-カルボン酸のゼブラフィッシュ胚に対する急性毒性。フルオレン-1-カルボン酸の発生毒性の分子機構

Acute toxicities of fluorene, fluorene-1-carboxylic acid, and fluorene-9-carboxylic acid on zebrafish embryos (Danio rerio): Molecular mechanisms of developmental toxicities of fluorene-1-carboxylic acid.

Yong-Chan Kim
Sang-Ryong Lee
Hwang-Ju Jeon
Kyeongnam Kim
Myoung-Jin Kim
Sung-Deuk Choi
Sung-Eun Lee

PMID: 32673875 DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.127622.

抄録

本研究では、フルオレン(FL)、FL-1-カルボン酸(FC-1)及びFL-9-カルボン酸(FC-9)のゼブラフィッシュ胚の孵化率及び発生過程に対する阻害効果を測定することにより、その急性毒性を明らかにすることを目的とした。3000μg/Lまでの暴露濃度では、FC-1単独ではLC値1458μg/Lで急性毒性を示した。FC - 1は、卵黄嚢と脊椎の変形、および心嚢水腫を引き起こした。分子研究は、胚の5μM（FC-1のLC値に相当）への曝露後に61の遺伝子を調べ、FC-1の毒性を理解するために実施された。その結果、FC-1 曝露後の胚では、胆汁酸生合成に関与する cyp7a1 遺伝子の発現が著しく低下し、炎症に関与する Il-1β 遺伝子の発現が著しく増加した。これらの結果に加えて、FC-1処理胚では、心筋の分化に関わるnppa遺伝子の発現が3倍に増加していた。一方、FC-9 処理胚では、有害物質の解毒に関わる cyp1a, cyp3a, ugt1a1, abcc4, mdr1, sult1st1 の発現が上昇していた。以上のことから、フルオレンの炭素1のカルボキシル化はゼブラフィッシュ胚の急性毒性を増加させ、その毒性は正常な生体機能の変化や防御能力の低下に伴う形態変化に関係している可能性があることが示唆された。

In this study, fluorene (FL), FL-1-carboxylic acid (FC-1), and FL-9-carboxylic acid (FC-9) were investigated to understand their acute toxicity by measuring inhibitory effects on hatching rates and developmental processes of zebrafish embryos (Danio rerio). For exposure concentrations up to 3000 μg/L, FC-1 alone showed acute toxicity at 1458 μg/L for LC value. FC-1 caused yolk sac and spinal deformities, and pericardial edema. Molecular studies were undertaken to understand FC-1 toxicity examining 61 genes after exposure to 5 μM (equivalent to LC value of FC-1) in embryos. In the FC-1-treated embryos, the expression of the cyp7a1 gene, involved in bile acid biosynthesis, was dramatically decreased, while the expression of the Il-1β gene involved in inflammation was remarkably increased. In addition to these findings, in FC-1-treated embryos, the expression of nppa gene related to the differentiation of the myocardium was 3-fold increased. On the other hand, cyp1a, cyp3a, ugt1a1, abcc4, mdr1, and sult1st1 responsible for detoxification of xenobiotics were upregulated in FC-9-treated embryos. Taken together, carboxylation on carbon 1 of FL increased acute toxicity in zebrafish embryos, and its toxicity might be related to morphological changes with modification of normal biological functions and lowered defense ability.