宇宙の閉鎖空間を想定した物理的ストレスの複合的影響の解析と防御法の開発

• Project Area: "LIVING IN SPACE" - Integral Understanding of life-regulation mechanism from "SPACE"
• Project/Area Number: 18H04975
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• 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)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2018: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: 低周波騒音 / 前庭 / 内耳 / リスク評価 / 環境衛生 / 特殊環境 / 宇宙科学

Outline of Annual Research Achievements

【背景】低周波騒音（LFN）は、100 ヘルツ（Hz）以下の周波数を持つ音と定義され、屋内などの閉鎖空間で空調・電子機器・重機などから発生する物理的環境因子である。LFNのリスク評価に基づいたLFNの標的組織の情報が極めて限られており、予防法は確立されていない。
【目的】国際宇宙ステーション（ISS）内を想定した物理的ストレスとして微小重力環境とLFNの複合的影響を細胞レベルで調べる第一歩として、本研究では、LFNによる前庭機能への効果をマウスとヒトで明らかにする事を目的に研究を実施した。
【方法】野生型マウスを対象に、LFNの過剰曝露を実施した。ロータロッドや平均台試験などの行動解析と前庭誘発筋電位（cVEMP）により平衡感覚を評価した。聴性脳幹反応（ABR）や歪成分耳音響放射（DPOAE）により聴力への影響も評価した。また、内耳の前庭を採取し、免疫組織染色を実施した。
【結果】閉鎖空間でのLFNの過剰曝露実験により、マウスの聴力への影響は無かったが、前庭の耳石膜がダメージを受け、前庭の機能障害が誘発される事が分かった。修復分子のHSP70の発現を増強した遺伝子改変マウス（HSP70-Tg）をLFN曝露実験に用いた所、耳石膜ダメージと平衡感覚障害を予防できた。更に、前庭の器官培養系に対してLFNのex vivo過剰曝露を実施した所、LFNにより耳石膜が部分的に剥離する事が分かった。
【今後の展開】Ex vivo曝露実験でLFNのリスクを評価出来るようになったので、この評価系を用いて予防法の開発を進めたい。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Ioannina(ギリシャ)
• [Int'l Joint Research] University of Dhaka(バングラデシュ)
• [Int'l Joint Research] University of Dhaka(バングラデシュ)
• [Int'l Joint Research] University of Ioannina(ギリシャ)
• [Journal Article] A new method with an explant culture of the utricle for assessing the influence of exposure to low frequency noise on the vestibule (2020)
  • Author(s): Ohgami N, He T, Negishi-Oshino R, Gu Y, Li X, Kato M
  • Journal Title: J Toxicol Environ Health, Part A Volume: 83(5) Issue: 5 Pages: 215-218
  • DOI: 10.1080/15287394.2020.1746945
  • NAID: 120006869634
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Heat shock protein 70 is a key molecule to rescue imbalance caused by low-frequency noise. (2019)
  • Author(s): Negishi-Oshino R, Ohgami N, He T, Li X, Kato M, Kobayashi M, Gu Y, Komuro K, Angelidis CE, Kato M.
  • Journal Title: Arch Toxicol Volume: 93(11) Issue: 11 Pages: 3219-3228
  • DOI: 10.1007/s00204-019-02587-3
  • NAID: 120006808769
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Histological analysis of the skin of Abca1-deleted mice: A potential model for dry skin (2019)
  • Author(s): Deng Yuqi、Ohgami Nobutaka、Iida Machiko、Tazaki Akira、Intoh Atsushi、Kondo-Ida Lisa、Lu Rui、Tsuzuki Toyonori、Yokoyama Shinji、Kato Masashi
  • Journal Title: Eur J Dermatol Volume: 29 Issue: 5 Pages: 549-551
  • DOI: 10.1684/ejd.2019.3621
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Hearing loss in humans drinking tube well water with high levels of iron in arsenic?polluted area (2019)
  • Author(s): He Tingchao、Ohgami Nobutaka、Li Xiang、Yajima Ichiro、Negishi-Oshino Reina、Kato Yoko、Ohgami Kyoko、Xu Huadong、Ahsan Nazmul、Akhand Anwarul Azim、Kato Masashi
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 9 Issue: 1 Pages: 9028-9028
  • DOI: 10.1038/s41598-019-45524-1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] cVEMP correlated with imbalance in a mouse model of vestibular disorder (2019)
  • Author(s): Negishi-Oshino Reina、Ohgami Nobutaka、He Tingchao、Ohgami Kyoko、Li Xiang、Kato Masashi
  • Journal Title: Environmental Health and Preventive Medicine Volume: 24 Issue: 1 Pages: 39-39
  • DOI: 10.1186/s12199-019-0794-8
  • NAID: 210000156300
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Improvement of balance in young adults by a sound component at 100?Hz in music (2018)
  • Author(s): Xu Huadong、Ohgami Nobutaka、He Tingchao、Hashimoto Kazunori、Tazaki Akira、Ohgami Kyoko、Takeda Kozue、Kato Masashi
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 8 Issue: 1 Pages: 16894-16894
  • DOI: 10.1038/s41598-018-35244-3
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Arsenic level in toenails is associated with hearing loss in humans. (2018)
  • Author(s): Li X, Ohgami N, Yajima I, Xu H, Iiida M, Ohino R, Ninomiya H, Shen D, Ahsan N, Akhand AA, Kato M
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 13 Issue: 7 Pages: e0198743-e0198743
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0198743
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Manganese in toenails is associated with hearing loss at high frequencies in humans. (2018)
  • Author(s): Ohgami N, Li X, Yajima I, Oshino R, Ohgami K, Kato Y, Ahsan N, Akhand AA, Kato M
  • Journal Title: Biomarkers Volume: 23 Issue: 6 Pages: 533-539
  • DOI: 10.1080/1354750x.2018.1458153
  • NAID: 120006536930
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Increased expression level of Hsp70 in the inner ears of mice by exposure to low frequency noise. (2018)
  • Author(s): Ninomiya H, Ohgami N, Oshino R, Kato M, Ohgami K, Li X, Shen D, Iida M, Yajima I, Angelidis CE, Adachi H, Katsuno M, Sobue G, Kato M.
  • Journal Title: Hear Res Volume: - Pages: 49-54
  • DOI: 10.1016/j.heares.2018.02.006
  • NAID: 120006517664
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 低周波騒音曝露による前庭機能への影響 (2020)
  • Author(s): 大神信孝、He Tingchao、Yuqi Deng、橋本和宜、田崎啓、加藤昌志
  • Organizer: 第90回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] 脂質代謝異常が関連する乾皮症の実験研究 (2020)
  • Author(s): Yuqi Deng、大神信孝、田崎啓、He Tingchao、橋本和宣、加藤昌志
  • Organizer: 第90回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] 非侵襲的生体サンプルに含まれる鉄レベルと聴力の関連 (2020)
  • Author(s): He Tingchao、大神信孝、Yuqi Deng、橋本和宣、田崎啓、加藤昌志
  • Organizer: 第90回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] 環境因子が影響する難聴の予知・予防法の解析 (2019)
  • Author(s): 大神信孝
  • Organizer: 第29回日本医療薬学会年会
  • Invited
• [Presentation] 生体サンプル中の鉄レベルと難聴の相関解析 (2019)
  • Author(s): He Tingchao
  • Organizer: 第92回日本産業衛生学会
• [Presentation] 前庭障害モデルマウスを用いた前庭機能の解析 (2019)
  • Author(s): 押野玲奈、大神信孝、李香、He Tingchao、加藤昌志
  • Organizer: 第89回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] 生体サンプル中のヒ素レベルと聴力異常の関連 (2019)
  • Author(s): 大神信孝、李香、Xu Huadong、He Tingchao、加藤昌志
  • Organizer: 第89回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] 生体サンプル中の鉄レベルと聴力異常の相関解析 (2019)
  • Author(s): He Tingchao、大神信孝、李香、Xu Huadong、加藤昌志
  • Organizer: 第89回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] 可聴域の騒音ストレスによるラセン神経節への影響 (2019)
  • Author(s): 大神信孝、He Tingchao、Xu Huadong、押野玲奈、李香、加藤昌志
  • Organizer: 第89回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] 音楽に含まれる音成分と平衡感覚の関連 (2019)
  • Author(s): Xu Huadong、大神信孝、He Tingchao、李香、武田湖州恵、加藤昌志
  • Organizer: 第89回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] 低周波騒音曝露の健康リスクを評価する実験研究 (2018)
  • Author(s): 李香、大神信孝、押野玲奈、二宮裕将、加藤昌志
  • Organizer: 第91回日本産業衛生学会術総会
• [Presentation] マンガンの飲水曝露による聴覚系への影響 (2018)
  • Author(s): 大神信孝、李香、押野玲奈、加藤昌志
  • Organizer: 第29回日本微量元素学会学術集会
• [Presentation] ヒトのツメに蓄積するマンガンレベルと聴力の関連 (2018)
  • Author(s): He Tingchao、大神信孝、李香、加藤昌志
  • Organizer: 第29回日本微量元素学会学術集会
• [Presentation] 実験研究と疫学研究によるヒ素曝露の難聴リスクの解析 (2018)
  • Author(s): 李香、大神信孝、押野玲奈、加藤昌志
  • Organizer: 第29回日本微量元素学会学術集会
• [Presentation] 閉鎖空間の低周波騒音曝露による内耳のストレス関連分子の発現 (2018)
  • Author(s): 李香、大神信孝、押野玲奈、二宮裕将、加藤昌志
  • Organizer: 日本宇宙生物科学会第32回大会
• [Remarks] https://www.med.nagoya-u.ac.jp/hygiene/
• [Remarks] https://www.med.nagoya-u.ac.jp/hygiene/
• [Patent(Industrial Property Rights)] 前庭刺激装置、めまい治療装置、健康促進装置 (2019)
  • Inventor(s): 加藤昌志、大神信孝、曽根三千彦、杉本賢文
  • Industrial Property Rights Holder: 名古屋大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2019
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 音発生装置 (2018)
  • Inventor(s): 加藤昌志、大神信孝、曽根三千彦、杉本賢文
  • Industrial Property Rights Holder: 名古屋大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2018
• [Patent(Industrial Property Rights)] 音発生装置 (2018)
  • Inventor(s): 加藤昌志、大神信孝
  • Industrial Property Rights Holder: 名古屋大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2018-239849
  • Filing Date: 2018