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Evaluation of micro- and nano-sized plastics as a risk factor for food allergy

Research Project

Project/Area Number 21K19083
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Takemura NaokiNaoki  大阪大学, 大学院薬学研究科, 准教授 (50648699)

Project Period (FY) 2021-07-09 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywordsプラスチック / アレルギー / 粒子 / 細胞死 / バリア / 微粒子
Outline of Research at the Start

近年、海洋プラスチック汚染が世界的な問題となっている。廃棄プラスチックが海に流出すると、海洋を漂う間に外的刺激の影響でマイクロレベル以下のものへと細片化する。これらが、ときに表面に有害物質を吸着し、海洋生物による生物濃縮を介して人体に入った際に起こす未知の健康被害について危惧され始めている。消化管は人体で最大の免疫組織であり、経口摂取した異物によって誘導された免疫応答は、消化管ひいては全身へと影響する。本研究では、プラスチック粒子が消化管の免疫機能を刺激して食物アレルギーを引き起こすリスクファクターになると仮定し、評価系の確立、疾患発症機序の解明、さらに治療薬となる候補化合物の探索を行う。

Outline of Final Research Achievements

In recent years, waste plastics that have been shredded into micro-level or nano-level pieces are drifting in the ocean and atmosphere. There is growing concern that these particulate plastics pose a health hazard to the human body. In this study, we tested the hypothesis that particulate plastics act as a risk factor for food allergy. The main results are as follows (1) to (4): (1) Oral administration of particulate plastics to mice tends to enhance the production of IgG and IgE antibodies specific for an orally administered antigen; (2) particulate plastics damaged mast cells and induced the leakage of the granule contents; (3) particulate plastics damaged skin epithelial cells and induced the release of inflammatory cytokines; (4) We obtained candidate compounds that suppress the cytotoxicity of particulate plastics.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究にて得られた結果は、プラスチック粒子が免疫細胞ないし上皮細胞を傷害してアレルギー応答を増強する可能性を示した。また、その応答を化合物処理で抑え得ることも分かった。食物アレルギーを含め、アレルギー疾患は今や我が国で国民病と言われ、患者数は増加の一途を辿っている。その潜在的要因の1つとして、環境中に遍満しているプラスチック粒子が関与しているかについては、慎重に解析を重ねて議論せねばならないが、本研究の成果は並行してプラスチック粒子がアレルギーを亢進させる機序の詳細解析や、対策の確立を進める必要があることを示唆するものである。本研究の成果が端緒となり、基礎・応用研究が発展することが望まれる。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (16 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Oridonin suppresses particulate-induced NLRP3-independent IL-1α release to prevent crystallopathy in the lung.2022

    • Author(s)
      Ikoma K, Takahama M, Kimishima A, Pan Y, Taura M, Nakayama A, Arai M, Takemura N, Saitoh T.
    • Journal Title

      Int Immunol.

      Volume: 34 Issue: 10 Pages: 493-504

    • DOI

      10.1093/intimm/dxac018

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    • Author(s)
      Matsui Yudai、Takemura Naoki、Shirasaki Yoshitaka、Takahama Michihiro、Noguchi Yoshihiko、Ikoma Kenta、Pan Yixi、Nishida Shuhei、Taura Manabu、Nakayama Akiyoshi、Funatsu Takashi、Misawa Takuma、Harada Yoshie、Sunazuka Toshiaki、Saitoh Tatsuya
    • Journal Title

      International Immunology

      Volume: 34 Issue: 10 Pages: 505-518

    • DOI

      10.1093/intimm/dxac028

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    • Author(s)
      武村直紀,齊藤達哉
    • Journal Title

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      Volume: 283 Pages: 455-462

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    • Author(s)
      Sugisawa Erika、Kondo Takeshi、Kumagai Yutaro、Kato Hiroki、Takayama Yasunori、Isohashi Kayako、Shimosegawa Eku、Takemura Naoki、Hayashi Yoshinori、Sasaki Takuya、Martino Mika?l M.、Tominaga Makoto、Maruyama Kenta
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 38 Issue: 10 Pages: 110462-110462

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.110462

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      Wang J, Takemura N, Saitoh T.
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 44 Issue: 5 Pages: 599-604

    • DOI

      10.1248/bpb.b20-00831

    • NAID

      130008033237

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • Year and Date
      2021-05-01
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      Takasato Y, Kurashima Y, Kiuchi M, Hirahara K, Murasaki S, Arai F, Izawa K, Kaitani A, Shimada k, Saito Y, Toyoshima S, Nakamura M, Fujisawa K, Okayama Y, Kunisawa J, Kubo M, Takemura N, Uematsu S, Akira S, Kitaura J, Takahashi T, Nakayama T, Kiyono H
    • Journal Title

      Mucosal Immunol

      Volume: 14 Issue: 3 Pages: 640-651

    • DOI

      10.1038/s41385-020-00358-3

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      田浦学, 武村直紀, 齊藤達哉
    • Journal Title

      臨床免疫・アレルギー科

      Volume: 76 Pages: 614-621

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    • URL

      https://saitohtatsuya.wixsite.com/saitohlab

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Published: 2021-07-13   Modified: 2024-01-30  

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