博 士 （ 医 学 ） 佐 々 木 成 子
学位論文題名
Maternal smoking during pregnancy
and genetic polymorphismslnthe4 カ receptor ， CYPIA ヱ and GSTMl affeCtinf ・ antbirthSiZeinJapaneSeSubjeCtS （日本人妊婦における胎児発育に及ぼす喫煙の影響と4 カレセプター，
CW14J および GS 刀岨遺伝子多型との関連）
学位論文内容の要旨
背景および目 的
妊 娠 中 の 喫煙 は 胎盤 剥離 ，前 置 胎盤 とい った 妊娠 合 併症 ある いは 早産 や 子宮 内胎 児発 育 遅延 (IUGR)な ど の 高リ ス ク要 因で あり ， 喫煙 妊婦 の新 生児 は 非喫 煙妊 婦に 比べ て 低出 生体 重の 割 合が 2倍 に な る と 報 告 さ れ て い る ． タ バ コ 煙 には4000種以 上 の化 学物 質が 含ま れ てお り， 例え ば ニコ チ ン は そ の 薬 理作 用 によ って 臍帯 や 胎児 の血 管が 収縮 し ，血 流量 の減 少に よ る酸 素や 栄養 の 供給 低下 が みら れ， 高濃 度 の一 酸化 炭素 が胎 児 血中 ヘ移 行す ると 胎児は酸素欠 乏状態ーと陥る．また，
遺 伝 毒 性 や 発 が ん 性 を 持 っ 多 環 芳 香 族炭 化水 素 類(PAHs)は細 胞 内DNAに付 加 体を 形成 する が ，喫 煙 妊 婦 の 自 血 球 中DNA付 加 体 量 は 非 喫 煙 妊 婦 に 比 べ る と 有 意 に 多く なり ，さ らにDNA付加 体 量と 新生児体重，身長 や頭囲は反比例することが 報告されている．
し か し ， 胎 児発 育 への 影響 には 個 体差 がみ られ るこ と から 化学 物質 代謝 に 対す る遺 伝的 感 受性 の 関 与 が 示 唆 され て いる ．本 研究 で は外 来異 物と 結合 し てシ トク ロムP450（ の勿1A， ロな ど の遺 伝 子 発 現 誘 導 に 関 与 し て い るAhレ セ プ タ ー 遺 伝 子 ，PAHsの 代 謝 活性 に関 与 して いるCYPIAI遺伝 子お よ びこ れら 化学 物 質の 解毒 に関 与し て いる グル タチ オン 転 移酵 素(GST) M1，GSTT1遺伝子の多 型 に つ い て 、 タバ コ 煙中 化学 物質 に 対す る遺 伝的 感受 性 の差 異が 胎児 発育 に 及ば す影 響を 明 らか に す る こ と を 目 的 と し て 日 本 人 妊 婦 を 対 象 に 前 向 き コ ホ ー ト 研 究 を 行 な っ た ． 対象および方 法
本 研 究 は 環 境化 学 物質 によ る次 世 代影 響， 特に 小児 疾 患発 症の メカ ニズ ム の解 明と りス ク 評価 を 目 的 と し た 前向 き コホ ート 研究 の 一部 であ り， 最も 感 受性 が強 い胎 内曝 露 にお ける 個体 の 感受 性と 環 境因 子の寄与 について喫煙の影響を検討し た． 2002〜 2004年に札 幌市内の一般病院産科を 受診 し た妊 娠23‑‑‑35週 の妊 婦を 研 究対 象者 とし て 登録 し， 自記 式質 問 票を 用い て妊 娠中の喫煙習 慣 お よ び 飲 酒 習慣 ， 世帯 収入 など を ，ま た， 診療 録を 閲 覧し て分 娩時 およ び 出生 時所 見を 記 録し た ． 双 胎 妊 娠 ， 糖 尿 病 ， 妊 娠 中 毒 症 を除 外し た 妊婦373名中 ，妊 娠判 明時 に 喫煙 して いた も のは 153名(41. 096)で あり，うち80名（21．4％）は妊娠初〜中期で喫煙を中止したが，残り73名（19．6％）
は 妊 娠 後 期 に も喫 煙 を継 続し てい た ．妊 娠判 明時 に喫 煙 して いな かっ た妊 婦 を「 非喫 煙群 」(220 ―683−
名 ） お よ び 妊 娠 後 期 に も 喫 煙 を 継 続 し て い た 妊 婦 を 「 喫 煙 群 」(73名 ） と し て ， 計293名 を 解 析 し た ． 文 書 に よ る 同 意 取 得 後 に 妊 婦 か ら 採 血 を 実 施 し てDNA抽 出 を 行 っ た ， リ ア ル タ イ ム ―PCR法 (Allelic discrimination assay)でAhR遺 伝 子 多 型(Arg554Lys)お よ びPCR―RFLP法 でCYP1 り 遺 伝 子 Msp多 型 ， ま た ， PCR法 でGSTM1お よ びGSTT1遺 伝 子 多 型 に つ い て 解 析 を 行 な っ た ， 統 計 解 析 はSPSS12. OJを 使 用 し て 重 回 帰 分 析 に よ り 新 生 児 体 重 お よ び 身 長 を 評 価 し た ． ま ず ， 喫 煙 習 慣 と 遺 伝 子 多 型 の 各 群 で ， 次 に 喫 煙 習 慣 と 遺 伝 子 多 型 を 組 み 合 わ せ た 群 で ， 妊 婦 の 年 齢 ， 身 長 ， 妊 娠 前 体 重 ， 妊 娠 中 飲 酒 量 ， 出 産 歴 ， 新 生 児 性 別 ， 在 胎 週 数 及 び 世 帯 収 入 で 調 整 し た 値 を 求めた ．本研究は北海道大 学大学院医学研究 科医の倫理委員会 の承認を得た，
結 果
対 象 者 の 基 本 的 属 性 に つ い て は ナ 検 定 ま た はX2検 定 を 実 施 し ， 非 喫 煙 群 と 喫 煙 群 で は 妊 婦 年 齢（p〈O．01），妊娠中に 飲酒した者の飲酒量（p〈0．01），新生児性別（p〈0．05）および世帯収入（p〈0．05） で 有 意 な 差 が み ら れ た ． 妊 婦 の 年 齢 ， 身 長 ， 妊 娠 前 体 重 ， 妊 娠 中 飲 酒 量 ， 出 産 歴 ， 新 生 児 性 別 ， 在 胎 週 数 及 び 世 帯 収 入 で 調 整 し た 重 回 帰 分 析 で は ， 喫 煙 群 を 非 喫 煙 群 と 比 較 す る と 新 生 児 体 重 で 135土43gの減 少 （p〈0．Ol）， 新生 児 身長 で0. 5土0． 2cmの減 少 （p＜0．05）を 認め た が， 遺伝 子 型の 各 分 類 で は 有 意 差 を 認 め な か っ た ． 次 に 喫 煙 習 慣 と 遺 伝 子 型 を 組 み 合 わ せ る と ， 喫 煙 群 のAhR遺 伝 子Arg/Arg型 は ， 非 喫 煙 群 のAhR遺 伝 子Arg/Lys+Lys/Lys型 に 比 べ て 新 生 児 体 重 で211土76gの 減 少 （p〈0．01） ，新 生児 身 長で1．2土0．4cmの 減 少（p〈0．01） ，喫 煙 群のCYP1 41遺 伝子ml/m2+m2/m2型 は ， 非 喫 煙 群 のCYPIA1遺 伝 子ml/ml型 に 比 べ て 新 生 児 体 重 で170土64gの 減 少 （p＜O．01） ， 新 生 児 身 長 で0．8土O．3cmの 減 少 （p〈O．05） ， ま た ， 喫 煙 群 のGSTM1遺 伝 子 欠 損 型 は ， 非 喫 煙 群 のGSTM1遺 伝 子型 に 比べ て新 生 児体 重で171土58gの 減 少（p〈0．01） ，新 生 児身 長で0．6土O．3cmの減少（p＜0．05） を 認 め た が ，GSTT1遺 伝 子 多 型 で は 有 意 な 関 連 は 認 め な か っ た ， さ ら に こ れ ら の 遺 伝 子 多 型 を 組 み 合 わ せ る と ， 喫 煙 群 のAhR遺 伝 子Arg/Arg型 でCYPIA1遺 伝 子ml/m2+m2/m2型 で は ， 非 喫 煙 群 の Ah用 責 伝 子Arg/Lys+Lys／Lys型 でCYPIA1遺 伝 子ml/ml型 に 比 べ て 新 生 児 体 重 で315土116gの 減 少
（p〈0．01） ， 新生 児身 長 で1．7土O．6cmの減 少 （p＜0．01）， 喫煙 群 のCYP1．41遺伝 子ml/m2+m2/m2型 で GSTM1遺 伝 子 欠 損 型 で は ， 非 喫 煙 群 のCYPIA1遺 伝 子ml/ml型 でGSTM1遺 伝 子 型 に 比 べ て 新 生 児 体 重 で237土92gの 減 少 （p〈O．05） ， 新 生 児 身 長 で1．3土0．5cmの 減 少 （p〈0．01） を 認 め た ． 一方 ，非喫煙群では遺伝 子多型による有意 な関連を認めなか った，
考 察
本 研 究 で は タ バ コ 煙 中 の 化 学 物 質 で あ るPAHsの 代 謝 や 解 毒 に 関 与 す るAhR遺 伝 子Arg/Arg型 ， CYPIA1遺 伝 子ml/m2+m2/m2型 お よ びGSTM1遺 伝 子 欠 損 型 を 持 つ 喫 煙 妊 婦 で は 新 生 児 体 重 お よ び 身 長 が 有 意 に 減 少 す る こ と が 認 め ら れ た ． 先 行 研 究 で はCYPIA1遺 伝 子ml/m2+m2/m2型 で は 代 謝 活 性 能 が 上 昇 し ，GSTM1遺 伝 子 欠 損 型 で は 解 毒 能 が 欠 損 す る こ と が 報 告 さ れ て い る が ， 本 研 究 か ら ， こ れ ら 遺 伝 子 多 型 に よ る 化 学 物 質 代 謝 や 解 毒 過 程 の 違 い が 胎 児 発 育 遅 延 に 関 与 し て い る こ と が 示 唆され た．
妊 娠 中 の 喫 煙 と 遺 伝 子 多 型 と の 関 連 を 検 討 し た 先 行 研 究 と し て はWang et al. (2002)お よ び Nukui et al. (2004)が 低 出 生 体 重 に 関 与 す るGSTT1遺 伝 子 多 型 に つ い て 報 告 し て い る が ， い ず れ も 対 象 集 団 は 白 人 と 黒 人 妊 婦 で あ る ． 遺 伝 子 多 型 頻 度 に は 人 種 問 に よ る 差 異 が あ る こ と か ら ， こ れ ら の 結 果 を そ の ま ま 日 本 人 集 団 に 適 用 す る こ と は で き な ぃ ． 本 研 究 で は 日 本 人 妊 婦 を 対 象 と し
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て胎盤通過性のPAHsなどタバコ煙中化学物質の代謝およぴ解毒に関与している遺伝子多型が胎 児発育に及ばす影響を初めて明らかにした．また，これらの遺伝的感受性が新生児の体重のみな らず身長の減少にも関与することが明らかになった，さらに，予防医学の観点からは遺伝的高リ スク集団に焦点を当てた妊婦の禁煙指導の可能性が示唆された．
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学位論文審査の要旨
学位論文題名
Maternal smoking during pregnancy
and genetic polymorphismsln the4 カ receptor ， CYPIA ヱ andG 、 STMl affectinf ・ antbirthsizeinJapanesesubjects （日本人妊婦における胎児発育に及ぼす喫煙の影響と4 カレセプター，
CW リ4J およびGS 刀ぬ遺伝子多型との関連）
妊 娠 中 の 喫煙 は 胎 盤 剥離 ， 前 置 胎盤 と い っ た妊 娠 合 併症あ るいは 早産やIUGRなどの 高リス ク要 因 であ る が ， 胎児 発 育 へ の影 響 に は 個体 差 が み られ る こと から化 学物質 代謝に 対する 遺伝的感 受 性 の 関 与 が 示 唆 さ れ て い る ， 本 研 究 で はPAHsの 代謝 ， 解 毒 に関 与 し て いるAhR遺 伝 子，CYPIA1 遺 伝 子 ，GSTM1お よ びGSTT1遺 伝 子 の多 型 に つ いて 、 タ バ コ煙 中 化 学 物質 に 対 す る感 受 性 の 差異 が 胎児 発育 に及ば す影響 を明ら かにする ことを 目的と してい る．妊 娠23〜 35週の日本 人妊婦 を前 向 きコ ホ ー ト 研究 の 対 象 者と し て 登 録し た ． 自 記式 質 問票 を用い て妊娠 中の喫 煙習慣 および飲 酒 習 慣， 世 帯 収 入な ど を ， また ， 診 療 録を 閲 覧 し て分 娩 時お よぴ出 生時所 見を記 録した ．妊娠判 明 時 に喫 煙 し て いな か っ た 妊婦 を 「 非 喫煙 群(220名 ） 」 および 妊娠後期 にも喫 煙を継 続して いた妊 婦 を 「 喫 煙 群(73名 ） 」 と し て ， 計293名 を 解 析 し た ． 採 血 後 にDNAを 抽 出し てAhR遺 伝 子多 型 (Arg554Lys，リ ア ル タ イム ―PCR法 ），CYPIA1遺伝子MspI多型(PCR−RFLP法） ，GSTM1およ びGSTT1 遺 伝子 多 型(PCR法 ） につ い て 解 析を 行 な っ た． 喫 煙 群 を非 喫 煙 群 と比 較 す る と新 生児体 重で135 土43gの減少（p〈O．01），新生児身長で0．5土0．2cmの減少（p＜O．05）を認めたが，遺伝子型の各分類 で は 有 意 差 を 認 め な か っ た ． 次 に 喫 煙 習 慣と 遺 伝 子 型を 組 み 合 わせ る と ， 喫煙 群 のAhR遺 伝子 Arg/Arg型 は， 非 喫 煙 群のArg/Lys+Lys/Lys型 に 比 べ て新 生児体 重で211土76gの減 少(p<0. 01），
新生児 身長で1．2土0． 4cmの減 少（p〈0．01），喫煙群のCYPIAl‑遺伝子ml/m2+m2/m2型は，非喫煙群 のml/ml型 に 比べ て 新 生 児体 重 で170土64gの減 少（p＜O．01）， 新生児 身長で0．8土0．3cmの減少
（p〈0．05）， また， 喫煙群 のGSTM1遺伝 子欠損 型は， 非喫煙群の遺伝子型に比べて新生児体重で171 士58gの減少（p〈0．01），新生児身長で0．6土O．3cmの減少（p〈O．05）を認めたが，GSTT1遺伝子多型 で は有 意な 関連は 認めな かった ，さらに これら の遺伝 子多型 を組み 合わせ ると， 喫煙群 のノ｜朋 遺 ー686ー
正 典
子
尚 玲
賀 上
有 水
岸
授 授
授
教 教
教
査 査
査
主 副
副
伝 子Arg/Arg型 でCYPIA1遺 伝 子ml/m2+m2/m2型 で は ， 非 喫 煙 群 のArg/Lys+Lys/Lys型 でml/ml型 に比べて新生児体重で315土116gの減少（p＜O．01），新生児身長で1．7土0．6cmの減少（p＜0．01），喫 煙 群 のCYPIA1遺 伝 子ml/m2+m2/m2型 でGSTM1遺 伝 子 欠 損 型 で は ， 非 喫 煙 群 のml/ml型 で 遺 伝 子 型 に比べて新生児体 重で237土92gの減少（p〈0．05），新生児身長で1．3土O．5cmの減少（p＜O．01）を認 め た ． 一 方 ， 非 喫 煙群 では 遺 伝子 多型 によ る有 意 な関 連を 認め なか っ た， 本研 究で は タバ コ煙 中 の 化 学 物 質 で あ るPAHsの 代 謝 や 解 毒 に 関 与す るAhR遺 伝子Arg/Arg型，CYPIA1遺伝 子ml/m2+m2/m2 型 お よ びGSTM1遺 伝 子 欠 損 型 を 持 つ 喫 煙 妊 婦で は 新生 児体 重お よび 身 長が 有意 に減 少 する こと を 初 め て 示 し た 報 告 で あ る ． 審 査 に お い て ， 副 査 水 上 教 授 か ら 本 研 究 に お け る 喫 煙 群 で のSGAや IUGRの 頻 度 ， 胎 児 発 育 と 有 意 な 関 連 が 認 めら れたAhR遺伝 子多 型が 他 の疾 患と 関与 す るか を検 討 し た 研 究 報 告 の 有 無， 低出 生 体重 の児 は成 人後 に 糖尿 病， 高血 圧症 ， 心筋 梗塞 など の 生活 習慣 病 に 罹 患 し や す い こ とが 報告 さ れて いる が， 喫煙 妊 婦か ら出 生し た児 を 対象 とし たこ の よう な研 究 報 告 の 有 無 に つ い ての 質問 が あづ た． 次い で， 主 査有 賀教 授か ら本 研 究で 胎児 発育 と 有意 な関 連 が 認 め ら れ たAhR遺 伝 子 の 多 型 に よ る 機 能 的な 違 いが 化学 物質 への 結 合カ の差 に関 与 する 可能 性 に つ い て 検 討 し た 研究 報告 の 有無 ，一 般喫 煙者 を 対象 とし てタ バコ 煙 中化 学物 質の 中 間代 謝物 質 量 測 定 と 遺 伝 子 多 型と の関 連 を検 討し た研 究報 告 の有 無に つい ての 質 問が あっ た． 最 後に ，副 査 岸 教 授 か ら 小 児 の 神経 発達 に 関与 する 頭囲 につ い て本 研究 対象 者の 結 果， 認知 機能 と 喫煙 およ び 遺 伝 子 多 型 に つ い て検 討し た 研究 報告 の有 無， 今 後さ らに 検討 が必 要 な項 目と それ に 必要 なサ ン プ ル サ イ ズ に つ い ての 質問 が あっ た， いず れの 質 問に 対し ても ，申 請 者は 自身 の研 究 結果 や先 行 研究を引用し，お おむね妥当な回答をしていた ，
こ の 論 文 は ， 日 本人 妊婦 を 対象 とし て胎 盤通 過 性のPAHsなど タバ コ 煙中 化学 物質 の 代謝 およ び 解 毒 に 関 与 し て い る遺 伝子 多 型に よる 代謝 や解 毒 過程 の違 いが 胎児 発 育遅 延に 関与 し てい るこ と を 初 め て 明 ら か に した こと で 高く 評価 され 、今 後 ，遺 伝的 高リ スク 集 団で ある 妊婦 へ の予 防医 学 的研究への発展が 期待される。
審 査 員 一 同 は ， これ らの 成 果を 高く 評価 し， 大 学院 課程 にお ける 研 鑽や 取得 単位 な ども 併せ 申 請 者 が 博 士 （ 医 学 ） の 学 位 を 受 け る の に 充 分 な 資 格 を 有 す る も の と 判 定 し た ．
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