Research on the effects of microplastics accumulated in airway and lung specimens on respiratory diseases

Research Project

Project/Area Number	22K12405
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 63040:Environmental impact assessment-related
Research Institution	Nagasaki University
Principal Investigator	溝口聡長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 研究協力員 (20816706)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	永淵修福岡工業大学, 付置研究所, 研究員 (30383483) 朝重耕一長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 助教 (70457547) 永安武長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (80284686) 松本桂太郎長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 准教授 (80404268) 松本理宗長崎大学, 病院(医学系), 医員 (70934420)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000) Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000) Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Keywords	マイクロプラスチック / 気道 / 肺 / 手術検体
Outline of Research at the Start	海洋プラスチックによる海洋汚染が広がっており、5mm以下のプラスチックはマイクロプラスチック（MP）と呼ばれ、特に生態系への影響が懸念されている。MPの中でも数マイクロメートルほどの小さな断片は空気中へ漂っていることが確認されており、これが気道・肺内に蓄積されて呼吸器疾患の発症と関連も示唆されているが、その研究は進んでいない。本研究では、MPの生体への影響を調べるために、BAL内及び切除肺内にMPが混入しているかどうかを検索し、その疾患発症や症状増悪との関係性を明らかにすることを目的とし、手術検体内のMPの測定およびMPに関する基礎実験を行い、その影響について明らかにする。
Outline of Annual Research Achievements	近年、海洋プラスチックによる海洋汚染は地球規模で広がっており、地球環境への影響が危惧されている。5mm以下のプラスチックはマイクロプラスチック（MP）と呼ばれ、特に生態系への影響が懸念されている。MPの中でも数マイクロメートルほどの小さな断片は空気中へ漂っていることが確認されており、気道を通じて肺内へ到達していることは既に報告されている（Pauly et al.1998）。このように小さなMPは徐々に肺内に蓄積し、呼吸器疾患の発症と関連が示唆されているが、世界的に見ても未だ研究は進んでいないのが現状である。現在、日常診療において呼吸器疾患を有する患者に対し、気管支鏡を用いた肺胞洗浄液(BAL)による検査及び手術での肺切除が多く行われているが、本研究では、MPの生体への影響を調べるために、BAL内及び切除肺内にMPが混入しているかどうかを検索し、その疾患発症や症状増悪との関係性を明らかにすることを目的とした。本研究の進捗状況としては、気管支肺胞洗浄液、肺切除検体いずれも100例を目標にさらなる症例の蓄積を行っているところであるが、並行して行っているMPの測定において、BALおよび肺切除検体内の多くの検体でMPが確認されている。またMPが生体に及ぼす影響を評価するため、マウスに異なるサイズや濃度のポリスチレンを経気道的に投与し、病理組織学的に検討したところ、MPを投与したマウスで肺の線維化が惹起されることが確認できた。今後、ポリスチレンを経気道的に投与したマウスのRNAやタンパクを解析する予定としている。さらに、研究計画の通り、in vitroの実験も並行して進めていく予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 本研究では、気管支肺胞洗浄液、肺切除検体ともに100例を目標に収集しているところであるが、まだすべての症例収集を終えていない。肺切除症例においては、原発性肺腫瘍の症例数に比較して、転移性肺腫瘍の手術症例頻度がやや低く、転移性肺腫瘍の蓄積が遅れている状況である。人的要因やインフォームドコンセントなどの課題もあるが、検体採取自体は緩徐に増加しており、今後目標の症例数を目指して蓄積を継続する。動物実験については、MP投与のモデルマウスの評価が予定通りできており、このまま解析を進めていく予定である。
Strategy for Future Research Activity	手術検体の症例収集については、手術予定が決定した時点で適応症例を早期の段階でピックアップし、症例の見逃しを予防することで症例登録を促進していく。動物実験については病理組織学的評価によりMPの生体に及ぼす影響があることは確認されているため、RNA、タンパク実験による解析およびin vitroでの細胞実験で評価を予定通り行っていく。