(57)【要約】【課題】  新築家屋の室内がシックハウス症候群の原因物質、特にエタノールやアセトアルデヒドで汚染されているか否かを簡便かつ確実に、かつ生物学的に検出することができる方法を提供する。【解決手段】  シックハウス症候群の原因物質として空気中に存在するアセトアルデヒド及び／又はエタノールの生物学的検出方法であって、上記原因物質の存在が疑われる空気を吸引及び／又は曝露可能な環境下でAldh2欠損動物を飼育する工程を含む方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
シックハウス症候群の原因物質として空気中に存在するアセトアルデヒド及び／又はエタノールの生物学的検出方法であって、上記原因物質の存在が疑われる空気を吸引及び／又は曝露可能な環境下でAldh2欠損動物を飼育する工程を含む方法。
【請求項２】
シックハウス症候群の原因物質として空気中に存在するアセトアルデヒド及び／又はエタノールの生物学的検出に用いるためのAldh2欠損動物。
【請求項３】
アセトアルデヒド及び／又はエタノールによるシックハウス症候群の実験モデル動物として用いるためのAldh2欠損動物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシックハウス症候群の原因物質であるエタノールやアセトアルデヒドなどを簡便かつ確実に検出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境中に存在する微量な化学物質曝露により神経系や呼吸器系、免疫系の異常などの様々な健康影響が指摘され社会的な問題となっている。このため、1996年に開催された国際化学物質安全性計画会議（IPCS）によってこの病態は本態性環境非寛容症という概念にまとめられた。本態性環境非寛容症は１）後天的に複数の反復する症状を有し、２）大多数の人には耐性のある多様な環境因子の曝露と関連し、３）現在の医学的あるいは精神・心理的疾患で説明できない疾患であるとまとめられている。
【０００３】
本邦でも厚生労働省のアレルギー研究班による化学物質過敏症の診断基準が示され（石川ら、日本医事新報、3857号、pp.25-29）、「化学物質過敏症とは、未解明な部分が多い疾患だが、今までの中毒の概念では考えられない微量な化学物質によりアレルギー様症状と自律神経系の症状を主体とした多様な不定愁訴様症状をきたすアレルギー疾患的特徴と中毒的要素を兼ね備えた後天的疾患群」であるとされる。米国では人口の一割程度が化学物質過敏症と言われているが(Meggs et al., Arch Environ Health, Vol51, pp.275-282, 1996)、本邦では疫学的調査結果は報告されていない。
【０００４】
室内環境の観点からも揮発性有機化合物などの化学物質による空気汚染は社会的に関心が持たれており、特に新築家屋などの室内においてホルムアルデヒドやアセトアルデヒドなどの微量の有害化学物質により引き起こされる化学物質過敏症はシックハウス症候群と呼ばれ大きな社会問題となっている。1997年に厚生科学省によるホルムアルデヒドのガイドライン値が設定されて以来、多様な化学物質と総揮発性有機化合物のガイドライン値や暫定目標値（基準値）が示されている。ホルムアルデヒドのガイドライン値が設定された後、ホルムアルデヒドの代替物質としてアセトアルデヒドの使用が急速に広まっている。アセトアルデヒドの室内濃度指針値は48μg/m3と設定されているが、実際には阪神大震災後の新築・増改築後16%の人が体の不調や不快な症状が発症し、1999年の厚生労働省の調査結果では約6%の住宅で基準値を超えていることが報告されている。
【０００５】
現在、シックハウス症候群を含む化学物質過敏症の原因物質の存在を簡便かつ確実に検出できる生物学的な手段は知られておらず、また、化学物質過敏症の実験用モデル動物として利用可能な動物も作出されていないことから、化学物質過敏症の詳細な発症メカニズムの解明はなされておらず、有効な予防法も開発されていない。従って、シックハウス症候群を含む化学物質過敏症の原因物質を生物学的に検出するための手段として、及び上記疾患の発症メカニズムの解明や予防法の開発の手段として、上記疾患の病態を再現可能な実験用モデル動物の提供が望まれている。
【０００６】
一方、アセトアルデヒドは主としてアルデヒド脱水素酵素(ALDH)2で酢酸に代謝される。また、エタノール代謝の主経路はアルデヒド脱水素酵素（ALDH）2による代謝経路であることが知られている。最近、アルデヒド脱水素酵素 (ALDH)2遺伝子には酵素多型を認が認められること、及びALDH2変異型遺伝子により産生される酵素は野生型遺伝子により産生される酵素と異なり酵素活性を有さないことが明らかになった(Wang et al., Drug Metab. Dispos., 30, pp.69-73, 2002)。ALDH2変異型遺伝子を少なくとも1つ持っている個体（ALDH2変異型ホモ接合体の個体およびALDH2野生型/変異型ヘテロ接合体の個体）はALDH2酵素活性が失活している（ALDH2不活性型）。日本人の約半数に存在するALDH2不活性型の個体は、飲酒により生体内で産生されたアセトアルデヒドが長時間血中に残留するので、顔面紅潮や心悸亢進などのフラッシング反応を発症するとともに、飲酒により口腔癌、咽頭癌、喉頭癌、食道癌などの悪性疾患を発症しやすく (Yokoyama et al., Cancer, 77, pp.1996-1990, 1996)、肝機能障害も発症しやすい可能性が指摘されている (Loew at al., Alcohol, 29, pp.131-135, 2003)。また、ALDH2不活性型の個体ではエタノールやアセトアルデヒドに対する感受性が高く、空気中に存在する超微量のエタノールやアセトアルデヒドによっても鼻部の上皮下出血や鼻出血、あるいは呼吸器や表皮における上皮の変性病変などのシックハウス症候群を発症し易いと考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、新築家屋の室内がシックハウス症候群の原因物質、特にエタノールやアセトアルデヒドで汚染されているか否かを簡便かつ確実に、かつ生物学的に検出することができる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは上記の課題を解決すべく鋭意研究を行なった結果、2000年に産業医科大学・衛生学教室で初めて作成されたAldh2欠損マウスを用い、このマウスをシックハウス症候群の原因物質の存在が疑われる室内で飼育したり、あるいはそのような室内から採取した空気を吸入又は曝露可能な環境でマウスを飼育すると、シックハウス症候群の原因物質であるエタノールやアセトアルデヒドが空気中に存在する場合には、このマウスに明確な生物学的反応（行動学的な異常、あるいは呼吸器系や免疫系の異常など）が極めて鋭敏に生じることを見出した。本発明は上記の知見を基にして完成された。
【０００９】
すなわち、本発明により、シックハウス症候群の原因物質として空気中に存在するアセトアルデヒド及び／又はエタノールの生物学的検出方法であって、上記原因物質の存在が疑われる空気を吸引及び／又は曝露可能な環境下でAldh2欠損動物を飼育する工程を含む方法が提供される。
また、別の観点からは、シックハウス症候群の原因物質として空気中に存在するアセトアルデヒド及び／又はエタノールの生物学的検出に用いるためのAldh2欠損動物、又はアセトアルデヒド及び／又はエタノールによるシックハウス症候群の実験モデル動物として用いるためのAldh2欠損動物が本発明により提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の方法により、シックハウス症候群の原因物質であるエタノール及び／又はアセトアルデヒドを生物学的に高感度に検出することができ、さらには、シックハウス症候群の発症に関しての神経系異常の検討（行動学的異常の検討）のほか、呼吸器系や免疫系の異常の検討（生化学的、分子生物学的、及び病理学的な異常の検討）をイン・ビボで行うこともできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の方法は、シックハウス症候群の原因物質としてのアセトアルデヒド及び／又はエタノール、好ましくはアセトアルデヒドの存在が疑われる空気を吸引及び／又は曝露可能な環境下でAldh2欠損動物を飼育する工程を含むことを特徴としている。Aldh2欠損動物の種類は、ヒトを除く哺乳類動物であれば特に限定されないが、例えば、マウス、ラット、モルモット、ウサギ、サルなどが好ましい。特に好ましいのはマウスである。例えば、Aldh2欠損マウスが報告されており（Kitagawa et al, FEBS letters, Vol. 476, pp.306-311, 2000）、本発明の方法に特に好適に用いることができる。このマウスはノックアウト法により遺伝子欠損動物として作成されたものであり、同様の手法を用いることによって他の哺乳類動物種におけるAldh2欠損動物を容易に作出することが可能である。
【００１２】
シックハウス症候群の原因物質としてのアセトアルデヒド及び／又はエタノールの存在が疑われる空気を吸引及び／又は曝露可能な環境下で上記動物を飼育する方法は特に限定されないが、例えば、上記原因物質の存在が疑われる室内で上記動物を飼育する方法、上記原因物質の存在が疑われる室内で空気を採取し、クリーンルームで飼育している上記動物の飼育室やケージに該空気を導入して、上記動物に採取した空気を吸引及び／又は曝露させる方法などが挙げられるが、これらの方法に限定されることはない。あるいは、人工呼吸器を付けた動物を用いて、強制的に空気を吸引させる方法を採用してもよい。
【００１３】
シックハウス症候群の原因物質としてのアセトアルデヒド及び／又はエタノールの空気中濃度は特に限定されないが、本発明の方法で検出可能な濃度は概ね0.1〜10,000 ppm程度である。上記動物の飼育条件も特に限定されないが、上記の空気を吸引又は曝露可能な環境下で、通常１〜20日程度飼育することで、上記動物にアセトアルデヒド及び／又はエタノールによる生物学的な反応が惹起される。摂餌や給水、明暗時間、温度及び湿度などの飼育条件は、上記動物の通常の飼育条件で行なうことができる。上記の吸入又は曝露環境における動物の飼育中及び飼育後に、動物の神経系異常（行動学的異常）の有無、あるいは呼吸器系異常又は免疫系異常（生化学的、分子生物学的、及び病理学的異常）の有無を肉眼又は顕微鏡下などで確認することにより、生物学的にシックハウス症候群の原因物質としてのアセトアルデヒド及び／又はエタノールを検出することができる。上記の異常の確認を顕微鏡下で行なう場合、組織の調製や染色の方法は特に限定されず、通常の方法で行なうことができる。対照としてクリーンな環境下で飼育した動物を同様の項目について評価することにより、いっそう明確な判定が可能になる。
【００１４】
また、Aldh2欠損動物を用いて、シックハウス症候群の発症メカニズムを生物学的に検討することが可能になる。エタノール及び／又はアセトアルデヒドを微量含んだ空気を上記動物に吸入及び／又は曝露させ、該動物の神経系異常（行動学的異常）の有無、あるいは呼吸器系異常又は免疫系異常（生化学的、分子生物学的、及び病理学的異常）の発生を精密に研究することにより、シックハウス症候群発症のメカニズムの解明、あるいはシックハウス症候群の治療及び／又は予防方法の開発が可能になるものと期待される。
【実施例】
【００１５】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲は下記の実施例に限定されることはない。
例１
10週齢のAldh2欠損雄性マウス（Kitagawa et al, FEBS letters, Vol. 476, pp.306-311, 2000）10匹と野生型の雄性マウス（C57BL/6)10匹を用いて、それぞれアセトアルデヒドを吸引及び／又は曝露させないコントロール群（平均曝露濃度0 ppm）とアセトアルデヒドを２週間吸引及び／又は曝露させた試験群を設けた。アセトアルデヒドを吸入及び／又は曝露させた群では、中等度曝露群（平均曝露濃度126.3 ppm）と高度曝露群（平均曝露濃度510.5 ppm）を設けた。それぞれの群の体重の変化、血中アセトアルデヒド濃度、肺の吸入経路（鼻、鼻腔、副鼻腔、喉頭・咽頭・気管、及び気管内腔）、アセトアルデヒド吸収後の代謝臓器（肝臓）、経皮曝露経路（耳介及び背部表皮）の病理学的検討を行った。
【００１６】
野生型マウス・コントロール群の実験前後の体重はそれぞれ平均27.1±1.25gと28.2±1.37gであり、Aldh2欠損マウス・コントロールでは平均26.5±1.66gと27.9±1.73gと順調に増加していた。アセトアルデヒド中等度曝露群における野生型マウスの実験前後の体重はそれぞれ平均27.8±1.33gから27.4±1.32gであり、Aldh2欠損マウスでは平均27.4±1.61gから27.7±1.75gへと顕著な変化を認めなかった。アセトアルデヒド高度曝露においては野生型マウスの実験前後の体重はそれぞれ平均26.6±1.79gから21.8±1.21gへと有意に低下し、Aldh2欠損マウスでは平均27.1±1.41gから23.9±1.23gへと有意に低下していた。アセトアルデヒド高度曝露において野生型マウスの血中アセトアルデヒド濃度は1.72μM (n=3)であり、Aldh2欠損マウスでは8.90μM (n=3) と高値を示した。
【００１７】
アセトアルデヒド曝露により野生型マウスに比べてAldh2欠損マウスで以下の病理学的変化を顕著に認めた。 鼻部における呼吸上皮のびらんは、野生型マウスの中等度曝露群と野生型マウスの高度曝露群でそれぞれ25%(1/4)と20%(1/5)に認められ、Aldh2欠損マウスの高度曝露群では100%(5/5)に認められた（図１）。鼻部における上皮下出血は、野生型マウスにおいてアセトアルデヒド曝露では認められなかったが、Aldh2欠損マウスの中等度曝露群とAldh2欠損マウスの高度曝露群では、それぞれ50%(2/4)と80%(4/5)に認められた（図２）。鼻腔内出血は野生型マウスにおいてアセトアルデヒド曝露では認められなかったが、Aldh2欠損マウス・中等度曝露群とAldh2欠損マウス・高度曝露群では、それぞれ25%(1/4)と20%(1/5)に認められた。喉頭・咽頭・気管の呼吸上皮の変性症例頻度は、野生型マウス・曝露群の27(3/11)%に比べ、Aldh2欠損マウス・曝露群では54%(7/13)と高値傾向を示した（図３）。野生型マウス・高度曝露群の背部表皮が変性した症例の頻度0%(0/10)に比べ、Aldh2欠損マウス・高度曝露群の背部表皮が変性した症例の頻度は78%(7/9)と有意に高値を示した（図４）(p<0.01)。
【００１８】
以上、吸入経路では、アセトアルデヒドの吸入による組織への曝露により、野生型マウスに比べてAldh2欠損マウスでは鼻部の呼吸上皮のびらんと上皮下出血や鼻腔内出血、喉頭・咽頭・気管の呼吸上皮の変性病変を発症しやすい傾向を認めた。また、経皮曝露経路では、アセトアルデヒド曝露により野生型マウスに比べてAldh2欠損マウスでは背部表皮は変性病変を発症やすいことが示された。
【００１９】
例２
10週齢のAldh2欠損雄生マウス（Kitagawa et al, FEBS letters, Vol. 476, pp.306-311, 2000）と野生型(C57BL/6) 雄生マウス各４匹を用いて、それぞれアセトアルデヒドを吸入させ（曝露濃度5,000 ppm）、4時間にわたり行動学的観察を行った後に血液を採取し、Headspase-GC-MSで血中アセトアルデヒド濃度を測定した。同様の実験を5回繰り返した。時間経過とともに生じた行動学的変化及び症状を以下の表に示す。活動低下、閉眼や呼吸数低下は両者ともに認めたが、流涙、起毛よろめき歩行や姿勢維持困難などの行動異常はAldh2欠損雄生マウスのみに認めた。
【表１】
2006162602.tif 000002
【００２０】
アセトアルデヒド吸入曝露後のAldh2欠損雄生マウスと野生型雄生マウスの血中アセトアルデヒド濃度はそれぞれ平均274.0±140.7 μM/gと120.4±71.0 μM/gであり、野生型雄生マウスに比べてAldh2欠損雄生マウスの血中アセトアルデヒド濃度は有意に高値を示した（p＜0.05）。
以上、吸入曝露により、野生型マウスに比べてAldh2欠損マウスで行動学的にアセトアルデヒド感受性が高いことが示された。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】鼻部における呼吸上皮のびらんを示した写真である。鼻部の呼吸上皮には、通常単層の繊毛円柱上皮に散在する杯細胞が認められる（野生型マウス・コントロール群）。Aldh2欠損マウス・曝露群では呼吸上皮が剥離したびらんを認める（矢印）。
【図２】鼻部における上皮下出血を示した写真である。野生型マウス・曝露群では鼻部における上皮下出血は認められないが（野生型マウス・曝露群）、Aldh2欠損マウス・曝露群では鼻部における上皮下出血が高頻度に認められる（矢印）。
【図３】喉頭、咽頭、及び気管の呼吸上皮の変性病変を示した写真である。Aldh2欠損マウス・曝露群の喉頭、咽頭、及び気管の呼吸上皮（単層繊毛円柱上皮）の繊毛は脱落し、上皮の高さも不整になっており（中等度変性呼吸上皮）、一部では呼吸上皮の高さが非常に低くなり、上皮の細胞質もほとんど認められない（高度変性呼吸上皮）。
【図４】背部表皮の変性病変を示した写真である。野生型マウス・曝露群では背部表皮の変性病変は認められないが、Aldh2欠損マウス・曝露群では背部表皮の変性病変が高頻度に認められる（矢印）。
【図１】
2006162602.tif 000003
【図２】
2006162602.tif 000004
【図３】
2006162602.tif 000005
【図４】
2006162602.tif 000006