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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Development of new method for risk assessment of nanomaterials by concurrent analysis of uptake potential and toxicity using flowcytometer

Research Project

Project/Area Number 15H06893
Research InstitutionNational Institute of Occupational Safety and Health,Japan

Principal Investigator

豊岡 達士  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, 任期付研究員 (40423842)

Project Period (FY) 2015-08-28 – 2017-03-31
Keywordsナノ粒子
Outline of Annual Research Achievements

ナノマテリアルの健康リスク評価手法の開発が国際的に緊喫な課題であることを背景に、我々は以前に、ナノ粒子の細胞内取込み量をフローサイトメーター(FCM)の側方散乱光強度 (Side Scattered Light: SS)を指標に、Live cell のまま、迅速・簡易に評価可能なin vitro の手法を提案した (SS法)。本手法は現在ナノ粒子毒性研究分野において広く利用されている。一方で、SS法は細胞内取込み量を評価できても、実際にナノ粒子を取込んだ細胞における毒性影響を評価することはできない。そこで本研究では、SS法を基盤にナノ粒子取込み量と毒性影響の二要素を同時解析できる手法の開発に取り組んだ。

30種類以上のナノ粒子について、(取込み量)+(細胞毒性)の評価として、PI染色による細胞生存率をSS強度と同時解析した。また、(取込み量)+(遺伝毒性: DNA損傷性)の評価として、高感度DNA損傷マーカであるリン酸化ヒストンH2AX(蛍光免疫染色)とSS強度を同時解析した。

ナノ粒子の細胞内取込み量と細胞毒性または遺伝毒性を同時解析することで、細胞内取込み量とその毒性影響が必ずしも一致しない、すなわち、取込み量が多くても細胞毒性または遺伝毒性が低い粒子、逆に取込み量が少なくても細胞毒性または遺伝毒性が高い粒子があることが判明した。また、細胞毒性と遺伝毒性の関係も必ずしも相関性があるとは限らないことが示唆された。本研究のようにナノ粒子の細胞内取込み量に加えてその毒性情報を同時に提供する手法は優先的にリスク評価を進めるべきナノマテリアルのスクリーニング等に有用であると考えられる。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (4 results)

All 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] 1,2-Dichloropropane generates phosphorylated histone H2AX via cytochrome P450 2E1-mediated metabolism.2017

    • Author(s)
      Toyooka T, Yanagiba Y, Suda M, Ibuki Y, Wang RS.
    • Journal Title

      Toxicology Letters

      Volume: 272 Pages: 60-67

    • DOI

      10.1016/j.toxlet.2017.03.009.

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effect of physicochemical character differences on the genotoxic potency of kaolin.2017

    • Author(s)
      Kato T, Toyooka T, Ibuki Y, Masuda S, Watanabe M, Totsuka Y.
    • Journal Title

      Genes & Environment

      Volume: 1;39:12 Pages: 1;39:12

    • DOI

      10.1186/s41021-017-0075-y.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Silver nanoparticle-induced phosphorylation of histone H3 at serine 10 is due to dynamic changes in actin filaments and the activation of Aurora kinases.2017

    • Author(s)
      Zhao X, Toyooka T, Ibuki Y.
    • Journal Title

      Toxicology Letters

      Volume: S0378-4274(17)30186-8 Pages: S0378-4274

    • DOI

      10.1016/j.toxlet.2017.05.009.

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 二要素(取込み量+毒性)同時解析による新規ナノマテリアルリスク評価法の開発2016

    • Author(s)
      豊岡達士,趙暁旭, 三浦信彦, 伊吹裕子,王瑞生
    • Organizer
      日本毒性学会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2016-06-29 – 2016-07-01

URL: 

Published: 2018-01-16  

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