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遺伝子発現解析

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データ解析例

 

解析例（１）

■タイトル

SDラット用いた28日間反復投与試験に対する発がん性予測システム(CARCINOscreenR)の適用性

■研究目的及び方法

　F344ラット(28日間反復投与試験)から取得した遺伝子発現データで構築した発がん性予測システム(CARCINOscreen®)について、SDラットから取得した遺伝子発現データが適用できるかを調べるために以下のような検討を行いました。

　方法としては、SDラットを用いて28日間の反復投与実験を行った後、肝臓からtotal RNAを抽出した後、Whole Rat Genome Toxplusを用いて遺伝子発現データを取得しました。引き続き、発がん性予測システム(CARCINOscreen®)に遺伝子発現データをインプットして予測スコアを得た後、既知の発現性情報とどの程度一致するかについて検証しました。

■実験条件
  • 動物　　　　　　　 ：Crlj:CD (SD)ラット、雄
  • 投与　　　　　　　 ：28日間反復投与(強制経口投与)
  • 群構成　　　　　　 ：媒体対照群、低用量群、高用量群 (4匹/1群)
  • 解析臓器　　 　　　：肝臓
  • マイクロアレイ　　 ：Whole Rat Genome Toxplus (Agilent)
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■被験物質　(計13物質)
既知情報 物質名
変異発がん性
(C+M+)		 ・2,4-Diaminotoluene*
非変異発がん性
(C+M-)
・Thioacetamide*
・Di(2-ethylhexyl)phthalate*
・Clofibrate*
・D,L-Ethionine*
・Di(2-ethylhexyl)adipate**		 ・Chlorendic acid*,
・Urethane*
・Methyl carbamate*
・3-(p-Chlorophenyl)-1,1-dimethylu*
変異非発がん性
(C-M+)
・Iodoform
・2-Chloromethylpyridine HCl		 2,6-Diaminotoluene

*:ラット肝臓が標的、**:マウス肝臓が標的

■結果

　それぞれの化合物について28日間反復投与後の肝臓の遺伝子発現プロファイルをWhole Rat Genome Toxplusを用いて取得し、そのデータをCARCINOscreen®に適用して発がん性予測を行いました。その結果、ラット肝臓を標的とする発がん物質の予測結果は、既知の発がん性とすべて一致しました(図1)。しかし、マウスの肝臓で発がん性を示すDi(2-ethylhexyl)adipateは、スコア値が低く非発がん物質と予測されました(図1)。また、非発がん物質であるIodoformは発がん性ありと判定されました(図1)。

　以上の結果から、本予測手法は28日間のSDラットのデータについて、ラットの肝臓を標的臓器とする発がん物質について予測可能であることが確認できました。

  • 図1 CARCINOscreen<sup>®</sup>による発がん性予測結果(予測スコア値)：13化合物
    図1 CARCINOscreen®による発がん性予測結果(予測スコア値)：13化合物
    〔28日間反復投与、SDラット、肝臓、高用量群〕

棒グラフが正の値を示すときは「発がん性有り」、負の値を示すときは「発がん性無し」となる。

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解析例（２）

■タイトル

　SDラット用いた14日間反復投与試験に対する発がん性予測システム(CARCINOscreen®)の適用性

■研究目的及び方法

　F344ラット(28日間反復投与試験)から取得した遺伝子発現データで構築した発がん性予測システム(CARCINOscreen®)について、SDラットから取得した遺伝子発現データが適用できるか、さらに14日間投与と短い投与期間で得られたデータをどこまで予測できるかを調べるために以下のような検討しました。

　方法としては、SDラットを用いて14日間の反復投与実験を行った後、肝臓からtotal RNAを抽出した後、Whole Rat Genome Toxplusを用いて遺伝子発現データを取得しました。引き続き、発がん性予測システム(CARCINOscreenR)に遺伝子発現データをインプットして予測スコアを得た後、既知の発現性情報とどの程度一致するかについて検証しました。

■実験条件
  • 動物　　　　　 ：Crlj:CD (SD)ラット、雄
  • 投与　　　　　 ：14日間反復投与(強制経口投与)
  • 群構成　　　　 ：媒体対照群、低用量群、高用量群 (4匹/1群)
  • 解析臓器　　　 ：肝臓
  • マイクロアレイ ：Whole Rat Genome Toxplus (Agilent)
■被験物質　(計13物質)
既知情報 物質名
変異発がん性
(C+M+)		 ・2,4-Diaminotoluene*
非変異発がん性
(C+M-)
・Thioacetamide*
・Di(2-ethylhexyl)phthalate*
・Clofibrate*
・D,L-Ethionine*
・Di(2-ethylhexyl)adipate**		 ・Chlorendic acid*,
・Urethane*
・Methyl carbamate*
・3-(p-Chlorophenyl)-1,1-dimethylu*
変異非発がん性
(C-M+)
・Iodoform
・2-Chloromethylpyridine HCl		 2,6-Diaminotoluene

*:ラット肝臓が標的、**:マウス肝臓が標的

■結果

　それぞれの化合物について14日間反復投与後の肝臓の遺伝子発現プロファイルをWhole Rat Genome Toxplusを用いて取得し、そのデータをCARCINOscreen®に適用して発がん性予測を行いました。その結果、ラット肝臓を標的とする発がん物質の予測結果は、既知の発がん性とすべて一致しました(図2)。しかし、マウスの肝臓で発がん性を示すDi(2-ethylhexyl)adipateは、スコア値が低く非発がん物質と予測されました(図2)。非発がん物質についても何れも既存の発がん性と予測結果が一致しました(図2)。

　以上の結果から、本予測手法は14日間のSDラットのデータについて、ラットの肝臓を標的臓器とする発がん物質ならびに非発がん物質について予測可能であることが確認できました。

  • 図2 CARCINOscreen<sup>®</sup>による発がん性予測結果(予測スコア値)：13化合物
    図2 CARCINOscreen®による発がん性予測結果(予測スコア値)：13化合物
    〔14日間反復投与、SDラット、肝臓、高用量群〕

棒グラフが正の値を示すときは「発がん性有り」、負の値を示すときは「発がん性無し」となる。