平衡感覚障害を誘導する有害元素の特定と予防法の開発

• Project/Area Number: 20K21708
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 58:Society medicine, nursing, and related fields
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 大神 信孝 名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (80424919)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橋本 和宜 名古屋大学, 医学系研究科, 特任助教 (10816242) ; 杉本 賢文 名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (30759668)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 平衡感覚障害 / 有害元素 / 前庭 / 内耳

Outline of Research at the Start

有害元素の曝露は難聴（内耳のコルチ器の障害）のリスクを増大させる事が報告されているが、平衡感覚 (内耳の前庭)への影響は不明な点が多い。本研究は、疫学研究と前庭の機能解析や元素イメージング等で評価する実験研究の融合により、ヒトとマウスで平衡感覚障害を誘発する有害元素を特定し、予防法を提案する。

Outline of Annual Research Achievements

【研究目的】転倒転落事故の増加は世界中の社会問題となっている。転倒転落は高齢者が要介護となる主原因であり、労働者の場合は労働災害の重大死亡事故の主原因である。平衡感覚障害は転倒転落事故に直結する為、危険因子の特定は急務である。これまでに我々はヒ素 (As) などの有害元素の飲水曝露は難聴（内耳のコルチ器の障害）のリスクを増大させる事を報告してきたが、平衡感覚 (内耳の前庭)への影響は全く分かっていない。本研究は、疫学研究と実験研究の融合により、ヒトとマウスで平衡感覚障害を誘発する有害元素を特定し、予防法を提案する。
【成果】本年度はマウスの平衡感覚のリスク評価の予備的検討を実施し、平衡感覚の評価に重要な行動解析と前庭器官培養系を対象にした蛍光プローブを用いたリスク評価をセットアップできた。今後はin vivoの評価と共に、前庭器官培養系で有害元素の影響を調べたい。また、ヒトを対象にした解析で、有害元素が健康リスクに影響する新知見について論文発表できた。この研究成果では、有害元素のイメージング解析も成功した。ヒトを対象にした平衡感覚の評価の準備も順調に進んでいるので、今後、アンケート調査と共に重心動揺検査を実施する予定である。
【意義、重要性】平衡感覚障害のリスク評価の情報は限られており、in vitroやex vivoで評価方法も殆ど無い状況である。本研究の成果によりリスク評価が可能になった為、より迅速に有害元素の影響を評価できる事が期待される。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

マウスを用いた平衡感覚障害のリスク評価のセットアップは概ね計画通りに進行している。有害元素のイメージング解析も既に着手しており、今後は様々な組織で解析出来るようにセットアップする。また、ヒトを対象にした重心動揺検査や聴覚測定の準備は計画通りに進んでいる、生体サンプル中の有害元素を測定する方法は本年度に発表した論文で既に実施しており、直ぐに測定を開始できる状態になっている。

Strategy for Future Research Activity

マウスを対象にした有害元素のリスク評価を前庭器官培養系や行動解析を用いて進める。前庭の器官培養実験を行う際に、短時間で効率よく内耳から前庭器を採取する手技に慣れる事が重要である為、予備検討の回数を増やし実験精度を高める。ヒトを対象にしたアンケート調査と共に重心動揺検査や聴覚検査を進め、疫学研究も推進する。疫学調査では、交絡因子である騒音の曝露レベルについて、今後、個人曝露量を測定できる手法も準備する予定である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Ministry of Health and Family Welfare/University of Dhaka(バングラデシュ)
  • Country Name: BANGLADESH
  • Counterpart Institution: Ministry of Health and Family Welfare/University of Dhaka
• [Journal Article] Intranasal levels of lead as an exacerbation factor for allergic rhinitis in humans and mice. (2021)
  • Author(s): Xu H, Ohgami N, Sakashita M, Ogi K, Hashimoto K, Tazaki A, Tong K, Aoki M, Fujieda S, Kato M.
  • Journal Title: J Allergy Clin Immunol Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1016/j.jaci.2021.03.019
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Loss-of-function mutation of c-Ret causes cerebellar hypoplasia in mice with Hirschsprung disease and Down's syndrome (2021)
  • Author(s): Ohgami N, Iizuka A, Hirai H, Yajima I, Iida M, Shimada A, Tsuzuki T, Jijiwa M, Asai N, Takahashi M, Kato M
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: 296 Pages: 100389-100389
  • DOI: 10.1016/j.jbc.2021.100389
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Hair graying with aging in mice carrying oncogenic RET (2020)
  • Author(s): Iida M, Tazaki A, Yajima I, Ohgami N, Taguchi N, Goto Y, Kumasaka MY, Prevost-Blondel A, Kono M, Akiyama M, Takahashi M, Kato M
  • Journal Title: Aging Cell Volume: 19(11) Pages: e13273
  • DOI: 10.1111/acel.13273
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Increased levels of renal damage biomarkers caused by excess exposure to trivalent chromium in workers in tanneries (2020)
  • Author(s): Tsuchiyama T, Tazaki A, Al Hossain MA, Yajima I, Ahsan N, Akhand AA, Hashimoto K, Ohgami N, Kato M
  • Journal Title: Environ Res Volume: 188 Pages: 109770-109770
  • DOI: 10.1016/j.envres.2020.109770
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Multidisciplinary approach to assess the toxicities of arsenic and barium in drinking water (2020)
  • Author(s): Kato M, Ohgami N, Ohnuma S, Hashimoto K, Tazaki A, Xu H, Kondo-Ida L, Yuan T, Tsuchiyama T, He T, Kurniasari F, Gu Y, Chen W, Deng Y, Komuro K, Tong K, Yajima I
  • Journal Title: Environ Health Prev Med Volume: 25(1) Pages: 16-16
  • DOI: 10.1186/s12199-020-00855-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Assessment of the influence of excessive exposure to low frequency noise on the vestibule with an explant culture (2021)
  • Author(s): Tingchao He, Nobutaka Ohgami, Yishuo Gu, Masashi Kato
  • Organizer: 第91回日本衛生学会
• [Presentation] Potential carcinogenic risk of boron in well drinking water (2021)
  • Author(s): XU Huadong, Nobutaka Ohgami, Kazunori Hashimoto, Masashi Kato
  • Organizer: 第91回日本衛生学会
• [Presentation] 皮革工場集積地におけるフェノール類による水質汚染 (2021)
  • Author(s): 原田、橋本和宜、田崎啓、Fitri Kurniasari、大神信孝、加藤昌志
  • Organizer: 第91回日本衛生学会
• [Presentation] 低周波騒音曝露による平衡感覚障害の実験研究 (2020)
  • Author(s): 小室佳那子、大神信孝、He Tingchao、加藤昌志
  • Organizer: 2020年度 日本産業衛生学会 東海地方会学会
• [Presentation] 脂質代謝異常と関連する乾皮症の実験研究 (2020)
  • Author(s): 鄧雨奇、大神信孝、田崎啓、加藤昌志
  • Organizer: 2020年度 日本産業衛生学会 東海地方会学会
• [Presentation] 低周波騒音曝露による平衡感覚への影響 (2020)
  • Author(s): 大神信孝、橋本和宜、田崎啓、加藤昌志
  • Organizer: 第47回日本毒性学会学術年会
• [Presentation] メラニンを介したモリブデン貯蔵機構 (2020)
  • Author(s): 橋本和宜、田崎啓、大神信孝、加藤昌志
  • Organizer: 第47回日本毒性学会学術年会
• [Presentation] 前庭機能に影響する低周波騒音曝露の実験研究 (2020)
  • Author(s): 小室佳那子、大神信孝、He Tingchao、Yuqi Deng、加藤昌志
  • Organizer: 第93回日本産業衛生学会
• [Presentation] 実験研究による脂質代謝異常と関連する乾皮症の解析 (2020)
  • Author(s): 鄧雨奇、大神信孝、田崎啓、加藤昌志
  • Organizer: 第93回日本産業衛生学会
• [Remarks] 名古屋大学大学院医学系研究科 環境労働衛生学 HP
  • URL: http://www.med.nagoya-u.ac.jp/hygiene/eindex.html