2017 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanism of testicular dysfunction induced by titanium dioxide nanoparticles
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15H02829
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| Research Institution | National Institute of Occupational Safety and Health,Japan |
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Principal Investigator |
三浦 伸彦 独立行政法人労働者健康安全機構労働安全衛生総合研究所, 産業毒性・生体影響研究グループ, 部長代理 (20229644)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大谷 勝己 独立行政法人労働者健康安全機構労働安全衛生総合研究所, 産業疫学研究グループ, 統括研究員 (50333373)
吉岡 弘毅 金城学院大学, 薬学部, 助教 (30756606)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | チタンナノ粒子 / 精巣機能 / IVF法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの結果から、酸化チタンナノ粒子(TiNP)を週1回、4週間連続して投与することにより、最終投与3日後、9日後、90日後に精子運動能及び精子数が共に減少することを明らかにしている。しかしTiNPを単回投与し3日後の精子機能を調べたところ、精子運動能の低下は観察したものの精子数は減少しないことを見出した。そこで、C57BL/6JマウスにTiNP (10 mg/kg)を静脈内に単回投与し、投与1日後、3日後、9日後の精巣機能を経時的に調べたところ、精子運動能は投与1日後から有意に低下し9日後まで持続したものの、精子数に変動は認められなかった。マウスでは精子形成（精原細胞から成熟精子への分化）に約35日を要する。4週間の投与後に観察された精子数・精子運動能の低下は、TiNPの精原細胞への作用であると考えられるが、単回投与で認められた精子運動能の低下は精巣上体尾部に存在する成熟精子へのTiNPの直接的な作用であることが示唆され、TiNPは精巣のみならず精巣上体尾部をも標的組織とする可能性が考えられる（投稿中）。次に、TiNPが精子の質に与える影響を検討した。C57BL/6JマウスにTiNP (10 mg/kg)を単回静脈内投与し、in vitro fertilization (IVF)法にて卵分割数を調べたところ、有意に低下することを見出した。この結果はTiNPが精子の受精能を低下させることを示す(Fund Toxicol Sci (2019) 6, 113-116)。また、TiNP (10 mg/kg)投与後の精巣上体尾部を試料に、マイクロアレイ法による遺伝子発現解析を行ったところ、a-actinやb-tubulinなどの変動が大きく、TiNPがマイクロフィラメントや微小管に障害を与え、細胞骨格の崩壊がTiNPの毒性発現機構である可能性が示された（現在投稿準備中）。
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| Research Progress Status |
平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
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