Immunotoxicity assessment of nanoparticles and development into risk analysis

Research Project

Project/Area Number	23K25003
Project/Area Number (Other)	22H03749 (2022-2023)
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Multi-year Fund (2024) Single-year Grants (2022-2023)
Section	一般
Review Section	Basic Section 63030:Chemical substance influence on environment-related
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	東阪和馬大阪大学, 高等共創研究院, 准教授 (20646757)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000) Fiscal Year 2024: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000) Fiscal Year 2023: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000) Fiscal Year 2022: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Keywords	ナノ粒子 / 免疫毒性
Outline of Research at the Start	本研究では、免疫毒性学的観点からのナノ粒子のリスク解析基盤の構築を目的に、免疫毒性影響評価と、生体内におけるナノ粒子の曝露実態情報の集積を図る。本研究の成果は、ナノ粒子の動態情報に基づく免疫毒性の発症・悪化の機序解明といった基礎研究の推進のみならず、ナノ免疫毒性に関するレギュレーション策定のための情報提供や、有用かつ安全なナノ粒子の開発支援といった応用研究の推進の双方が期待される。
Outline of Annual Research Achievements	我が国のナノテクノロジー研究は、開発・実用化の点で世界をリードしており、従来素材と比較して、優れた有用機能を有するナノ粒子が続々と産み出されている。しかし、その安全性評価は未だ十分とはいえず、より一層の安全性評価・確保が待望されている。そこで本研究では、免疫毒性学的観点からのナノ粒子のリスク解析基盤の構築を目的に、ナノ粒子の免疫毒性影響評価と曝露実態情報の集積を試みる。本年度は、身の回り品における使用量が最も多い非晶質ナノシリカをモデルナノ粒子として用い、非晶質ナノシリカの鼻腔を介した吸入曝露が抗原特異的免疫応答に及ぼす影響を評価した。その結果、粒子径の減少に伴って、全身及び鼻粘膜における抗原特異的IgGの増大傾向が認められた。さらに、遠隔粘膜である生殖器粘膜における抗原特異的な抗体産生量を測定したところ、粒子径10 nmの非晶質ナノシリカ曝露群において、抗原特異的IgAの産生が増加し、共通粘膜免疫機構が誘導されることが示唆された。また、全身における抗原特異的IgEの産生を評価したところ、粒子径10 nmの非晶質ナノシリカ曝露群で抗体産生量の上昇が認められ、アレルギー応答が誘導されることが示唆された。また、抗原特異的免疫応答の活性化が顕著に認められた粒子径10 nmの非晶質ナノシリカ曝露群において、抗原が鼻咽頭関連リンパ組織付近に滞留する可能性が示され、抗原取り込みが亢進したことが示唆された。本研究の成果は、ナノ粒子曝露に起因する免疫毒性の発症・悪化の機序解明といった基礎研究の推進のみならず、有用かつ安全なナノ粒子の開発支援といった応用研究の推進の双方が期待される。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 計画した内容に沿って、研究が進行しているため。
Strategy for Future Research Activity	2023年度は、引き続き、標準的毒性試験からナノ粒子が免疫撹乱作用を呈する可能性について評価する。また、ナノ粒子の毒性発現機序の解明は、今後、安全なナノ粒子を最適設計するために必須の情報となる。そこで、ナノ粒子による影響をオミクス技術により網羅的に解析し、発現変動分子に着目し、免疫担当細胞の成熟状態の変化や抗原提示効率への影響を評価する。