Pathological role of Carbon Particle Receptors in environmental lung diseases
Project/Area Number |
22H03340
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 58020:Hygiene and public health-related: including laboratory approach
|
Research Institution | Ritsumeikan University |
Principal Investigator |
中山 勝文 立命館大学, 薬学部, 教授 (20453582)
|
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
守田 匡伸 東北大学, 医学系研究科, 講師 (10519094)
|
Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
|
Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
|
Keywords | 環境微粒子 / マクロファージ / 貪食 / 肺炎 / 環境炭素微粒子 / マイクロプラスチック / Tim4 / 環境性肺疾患 / 炭素微粒子 / 受容体 / 炎症 |
Outline of Research at the Start |
環境微粒子の多くは炭素を主成分とする。例えば工場等の排煙によるPM2.5やディーゼル排ガス(diesel exhaust particles: DEP)などは主にベンゼン環で構成される。これら炭素微粒子は生体内に入ると主にマクロファージに貪食され、その炎症応答が癌や肺線維症といった重篤な肺疾患を引き起こすと考えられる。しかしながらマクロファージがどのようにそれら疎水性微粒子を認識するのか不明であり、そのため環境性肺疾患の病態について良く判っていない。本研究では、炭素微粒子を認識するマクロファージ受容体を同定しその機能解析を通して、環境性肺疾患の病態を解明する。
|
Outline of Annual Research Achievements |
これまでに我々はカーボンナノチューブ(CNT)を認識する免疫受容体としてT cell mucin immunoglobulin (Tim) 4を同定し、Tim4の細胞外芳香族アミノ酸クラスターとCNT表面とのaromatic-aromatic interactionが安定して結合することを明らかにしてきた(Omori et al., Cell Rep., 2021)。この結合様式から我々は、Tim4はベンゼン環を主体とするポリスチレン(PS)マイクロプラスチックも認識するのではないかと考え、本研究でその可能性を検討した。PSマイクロプラスチックとして平均粒子径0.1 umおよび0.8 umのPS粒子を用い、Tim4への結合を解析した結果、両PS粒子ともTim4の芳香族アミノ酸クラスターに結合することが判明した。さらにこれらPS粒子がCNTと同様に炎症を引き起こすか否かについてマウスマクロファージを用いて検討した。その結果、CNTを取り込んだマクロファージは炎症性サイトカインのIL-1betaの分泌を顕著に誘導したが、PS粒子を取り込んだマクロファージはほとんど誘導しなかった。これらの結果は、PSマイクロプラスチックはCNTと同様にTim4を介してマクロファージに取り込まれるが、CNTとは異なり、顕著な急性炎症を引き起こす危険性は低いことを示唆する(Kuroiwa et al., Sci. Total Environ., 2023)。
|
Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は、Tim4の炭素微粒子認識機構に焦点を当てて、Tim4が新たにPSマイクロプラスチックを認識することを明らかにすることができた。さらに1年目に計画していたTim4の芳香族アミノ酸クラスターと類似三次元構造をもつ受容体のin silico探索も順調に進み、すでに新たな受容体も同定している。これらのことからおおむね順調に進展していると判断した。
|
Strategy for Future Research Activity |
Tim4およびSiglec-5/14の環境炭素微粒子の認識機構についてマウスを用いた個体レベルでの研究を進める。とくにSiglec-5/14はマウスには存在しないため、それら受容体を導入したマウスを作成し、環境性肺疾患におけるSiglec-5/14の病理的役割を明らかにする。
|
Report
(1 results)
Research Products
(10 results)
-
-
[Journal Article] Carbon nanotube recognition by human Siglec-14 provokes inflammation2023
Author(s)
Yamaguchi S-I, Xie Q,Ito F, Terao K, Kato Y, Kuroiwa M, Omori S, Taniura H, Kinoshita K, Takahashi T, Toyokuni S, Kasahara, K, and Nakayama M
-
Journal Title
Nat. Nanotechnol.
Volume: -
Issue: 6
Pages: 628-636
DOI
Related Report
Peer Reviewed
-
-
-
-
-
-
-
-