JSIT 試験法委員会
AOP検討小委員会

OECD AOPプロジェクトと免疫毒性AOP作成の試み
日本免疫毒性学会試験法委員会
あすか製薬(株)創薬研究本部
久田 茂

1

発表内容

JSIT 試験法委員会
AOP検討小委員会

化学物質による有害事象発生とAOP
OECDによるAOPプロジェクト（AOP Programme）
カルシニューリン阻害による免疫抑制に関するAOP作成の事
例
まとめ

2

発表内容

JSIT 試験法委員会
AOP検討小委員会

化学物質による有害事象発生とAOP
OECDによるAOPプロジェクト（AOP Programme）
カルシニューリン阻害による免疫抑制に関するAOP作成の事
例
まとめ

3

JSIT 試験法委員会
AOP検討小委員会

化学物質による有害作用発現• 化学物質による有害事象は、これが生体分子に作用して、細胞レベル、組織レベルで様々な事象が発生して、生体の恒常性が撹乱され、場合によっては細胞死や細胞増殖を介して、個体レベルでの有害事象の発生にいたり、最終的には生物集団に影響する。有害化学物質は、通常複数の分子に作用して、様々な機序により複数の有害事象を発症させる

A

AO1

B

AO2

B
化学物質A、B
4

AOP（1）••••

JSIT 試験法委員会
AOP検討小委員会

一つの標的分子への作用（Molecular Initiating Event, MIE）と一つの有害事象（Adverse Outcome, AO）に着目
生体の各レベルにおいて定量が可能な重要な事象（Key Event、KE）を抽出してMIEからAOに至る一連の経路とし、各KE間の関係（Key Event Relationship、KER）の確かさを示したのものが、Adverse Outcome Pathway（AOP）
AOPに関与する化学物質の情報は含まない。
MIEに作用する化学物質を関連させることにより、関連するAOPは当該化学物質による有害事象発現に関するMode of Action（MOA）となる。
AB
B
5JSIT 試験法委員会
AOP検討小委員会

AOP（2）••••

一つの標的分子への作用（Molecular Initiating Event, MIE）と一つの有害事象（Adverse Outcome, AO）に着目
生体の各レベルにおいて定量が可能な重要な事象（Key Event、KE）を抽出してMIEからAOに至る一連の経路とし、各KE間の関係（Key Event Relationship、KER）の確かさを示したのものが、Adverse Outcome Pathway（AOP）
AOPに関与する化学物質の情報は含まない。
MIEに作用する化学物質を関連させることにより、関連するAOPは当該化学物質による有害事象発現に関するMode of Action（MOA）となる。
AB

MIE

KE1

KE2

KE3

KE4
AO

B6JSIT 試験法委員会
AOP検討小委員会

AOPとMOA••••

一つの標的分子への作用（Molecular Initiating Event, MIE）と一つの有害事象（Adverse Outcome, AO）に着目
生体の各レベルにおいて定量が可能な重要な事象（Key Event、KE）を抽出してMIEからAOに至る一連の経路とし、各KE間の関係（Key Event Relationship、KER）の確かさを示したのものが、Adverse Outcome Pathway（AOP）
AOPに関与する化学物質の情報は含まない。
MIEに作用する化学物質を関連させることにより、関連するAOPは当該化学物質による有害事象発現に関するMode of Action（MOA）となる。
A

B

MIE

KE1

KE2

KE3KE4AO

MOA

B
7JSIT 試験法委員会
AOP検討小委員会

AOPの構成（1）Cellular response

MIE
MIE

KER1

KE1
KER2
KE2

Organ response

KER3

KE3
KERn-1KEn

Organism response
AO
KERn

• KE
– 測定可能な一般的な生物現象として記載– 測定法とその確かさ– 動物分類への適用• AO– KEの一つ、規制上有用な有害作用– 測定、観察が可能
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AOPの構成（2）JSIT 試験法委員会
AOP検討小委員会• KER– 前後のKE（KEup→KEdown）の関係を詳細に記載– Weight of evidenceの記載• Biological plausibility– 現在の生物学的理解と一致しているか• Empirical support– KE間の用量、発生順序、頻度差に矛盾がないか• Uncertainties or inconsistency– 上流、下流のKE間の関係に不確かさが無いか– Quantitative understanding• KE間の関係を定量的に示しているか• 相互関係、反応間の関係、閾値の相違等

9

KER

KER

KER
KEKE

AO

KE

10

JSIT 試験法委員会
AOP検討小委員会

AOP Network(1)• AOPは定量可能な生物応答で構成したモジュール• 生体内で発生する有害事象は、関連するAOPの集合として理解することができる。
• その中で、共有されるKEやKERを介したAOPのネットワークを見いだすことができる。
• このようなAOPネットワークを利用することにより、有害作用の予測のためのin vitro試験法の選定やその根拠を得ること、有害性発現機序（MOA）の理解に役立つことなどが期待される。

Chemical

MIE1

KEKE

KE

AO1

MIE2

KEKE

KE

AO2

MIE3

KEX

KEKE

AO311

JSIT 試験法委員会
AOP検討小委員会

AOP Network(2)• AOPは定量可能な生物応答で構成したモジュール• 生体内で発生する有害事象は、関連するAOPの集合として理解することができる。
• その中で、共有されるKEやKERを介したAOPのネットワークを見いだすことができる。
• このようなAOPネットワークを利用することにより、有害作用の予測のためのin vitro試験法の選定やその根拠を得ること、有害性発現機序（MOA）の理解に役立つことなどが期待される。
MIE1

KE

AO2
KE

ChemicalMIE2

KE

AO3

KEMIE3

KEKE

AO412

AOPとIATA

JSIT 試験法委員会
AOP検討小委員会• 最終的には、in silico、in vitro等の複数の試験法を組み合わせて総合的に毒性を評価する手法であるIATA（integratedapproaches to testing and assessment）の作成に有用な知見を得ることが期待される。

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発表内容

JSIT 試験法委員会
AOP検討小委員会

化学物質による有害事象発生とAOP
OECDによるAOPプロジェクト（AOP Programme）
カルシニューリン阻害による免疫抑制に関するAOP作成の事
例
まとめ

14

OECD AOP Programme

JSIT 試験法委員会
AOP検討小委員会• 様々な有害事象に関するAOPを作成してデータベースを構築するAOPプロジェクト（AOP Programme）がOECDにより2012年から進められている。
• AOPは、OECDの専用サイト（AOP Wiki：https://aopwiki.org/wiki/index.php/Main_Page）に登録されて公開され、OECDによる内部レビュー、さらにその後に外部レビューを受けることになる。
• すでに156件のAOPがAOP Wikiに登録され、その中で、OECDによるレビューの段階にあるものが24件となっている。
• 本邦では、日本動物実験代替法評価センター（JaCVAM）がOECD AOPプロジェクトに参加し、厚労科研費による研究班（厚生労働科学研究費補助金(化学物質リスク研究事業)：AOPおよびIATAに立脚した国際的な安全性評価手法の確立（H27-化学-指定-003））が組織されており、日本からは免疫毒性のAOPを含めて、現在5件のAOPがAOP Wikiに登録されている。

15

Process of AOP development at OECD
Basically, the process comprises 5 steps:
1. Project proposal for development of an AOP
2. OECD/EAGMST review: if positive, proposal
included in AOP work plan
3. Developed AOP entered into AOP Knowledge Base(AOP-KB)
4. Thorough review of AOP (expert committee,OECD/EAGMST, OECD/TFHA, OECD/WNT)
5. AOP endorsed published in OECD Series on Adverse
Outcome Pathways

1617

AOP projects by Endpoints

Health Hazards

HazardNo. of projects

Sensitization

2Genotoxicity

2

Carcinogenicity

30

Reproductive Toxicity

29

Developmental toxicity

13

Liver toxicity

11

Neurotoxicity

8

Hematotoxicity

1

Immunotoxicity

2

Renal toxicity

4

Respiratory toxicity

3

Cardiovascular toxicity

3

Other Health Hazards

47

Percellome toxicogenomics approach for
AOP building AOP building

1

AOP Handbook

1

18

PROJECTS COMPLETED in 2016
Project 1.1

The Adverse Outcome Pathways for Skin Sensitisation Initiatedby Covalent Binding to Proteins.

Project 3.2

Glossary of the Terminology Associated with Adverse OutcomePathways.
The Adverse Outcome Pathway from protein alkylation to liverfibrosis.
The Adverse Outcome Pathway from Binding of Antagonists to
NMDAR During Brain Development (Synaptogenesis) Induces
Impairment of Learning and Memory Abilities.
The Adverse Outcome Pathway from Binding of Agonists toNMDAR in Adult Brain Causes Excitotoxicity that Mediates
Neuronal Cell Death, Contributing to Reduction of Cognitive
Function.
In vitro test method development strategy for the OECD Skin
Sensitisation AOP.

Project 1.14
Project 1.22
Project 1.23

Project 5.1

19

AOPs proposed by Japanese colleagues
Project No.

AOP

Project 2.5

Percellome Toxicogenomics Approach for AOP Building: Case study onPentachlorophenol

Project 2.6

Immunosuppression initiated by metal

Project 1.36

The Adverse Outcome Pathway of cytotoxicity leading to nasal tumors

Project 1.38

The Adverse Outcome Pathway on binding of FK506-binding protein 12(FKBP12) by calcineurin inhibitors leading to immunosuppression

Project 1.46

The Adverse Outcome Pathway on Hand1 gene dysregulation leading toembryotoxicity

Project 1.48

The Adverse Outcome Pathway on Dysregulation of IL-2 transcription
leading to immunotoxicity

Project 1.49

The Adverse Outcome Pathway on ROS induces phototoxic reactions

Project 1.52

The Adverse Outcome Pathway on Histone deacetylase inhibition
leading to testicular toxicity
20

発表内容
化学物質による有害事象発生とAOP
OECDによるAOPプロジェクト（AOP Programme）
カルシニューリン阻害による免疫抑制に関するAOP作成の事
例
まとめ21

KERの要件

JSIT 試験法委員会
AOP検討小委員会• Weight of evidence– Biological plausibility• 現在の生物学的理解と一致しているか– Empirical support• KE間の用量、発生順序、頻度差に矛盾がないか– Uncertainties or inconsistency• 上流、下流のKE間の関係に不確かさが無いか• Quantitative understanding– KE間の関係を定量的に示しているか• 相互関係、反応間の関係、閾値の相違等
22

AOPの評価

JSIT 試験法委員会
AOP検討小委員会• Define domain of applicability of the AOP– 適用範囲：性、年齢、種等• Assess relative level of confidence (weight of evidence) in theAOP on rank ordered elements and quantitation– Biological plausibility of each of the KERs
• 現在の生物学的理解と一致しているか？

– Essentiality of each of the KERs in the AOP• 先行KEがなくなれば影響は消失するか？

– Empirical support for each of the KERs and the overall AOP• KE間の用量、発生順序、頻度差に矛盾がないか• Degree of quantitative understanding for each KER– KE間の関係を定量的に示しているか• 相互関係、反応間の関係、閾値の相違等
23

発表内容

JSIT 試験法委員会
AOP検討小委員会

化学物質による有害事象発生とAOP
OECDによるAOPプロジェクト（AOP Programme）
カルシニューリン阻害による免疫抑制に関するAOP作成の事
例
まとめ

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謝辞（順不同，敬称略）

JSIT 試験法委員会
AOP検討小委員会

国立医薬品食品衛生研究所
小島 肇
日本免疫毒性学会 試験法委員会 AOP検討小委員会(旧委員）
串間清司、小松 弘幸、大石 巧、後藤 玄、杉本 潤一郎、伊藤 志保、
大坪 靖治
日本免疫毒性学会 試験法委員会（旧委員）小坂忠司、井上 智彰，小島 幸一，筒井 尚久， 手島 玲子，牧 栄二

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