2015 Fiscal Year Research-status Report
市販の日用品・化粧品に含まれるナノ粒子による腸内細菌への影響
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15K00569
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
峯木 礼子 順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40317475)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
峯木 茂 東京理科大学, 理工学部, 嘱託教授(非常勤) (40120216)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 環境影響 / 健康影響 / ナノ粒子 / 腸内細菌 / 有機酸 / リン酸化 / プロテオミクス / ストレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人類は工業の発展の恩恵を受けた豊かな生活を築いているが、環境中に放出されるナノ粒子は工業の発展と共に急増しており、ナノ粒子の毒性機構の解明は重要かつ喫緊の課題である。そこで市販の日用品・化粧品に含まれるナノ粒子の毒性機構を解明するため、食物連鎖の下位に位置する細菌や上位動物の腸内細菌を研究対象とし、ナノ粒子による①生育阻害機構と②細菌の生育への影響を詳細に調べて毒性を評価し、その危険性を発信することを目的とした。研究では6種類のグラム陰性菌および3種類のグラム陽性菌を用いた。その結果、タイヤやトナーなど多くの製品に利用されているカーボンブラックや、化粧品の原料となっているルチル型酸化チタンでさえ、グラム陽性菌には生育への影響はなかったがグラム陰性菌の生育を阻害した。腸内でのグラム陽性菌の比率が高くなることは肥満やガン患者でも報告されている(Nature 444,1022-1023 2006)。
次に生育阻害をおこしたEscherichia coli をiTRAQ法によりタンパク質の網羅的な比較定量解析を行い、ナノ粒子の影響をうけて発現したタンパク質に違いがあるかを調べた。1,4-dihydroxy-2-naphthoyl-CoA synthaseが最も増加し、Aminomethyltransferaseが最も低下するという結果を得た。1,4-dihydroxy-2-naphthoyl-CoA synthaseは腸内細菌が作り出すビタミンKを合成する過程で必要とされるが、ビタミンKは血栓や塞栓症に対し投与される薬の作用を減弱させることが知られている。
Aminomethyltransferaseの低下はグリシン開裂系の異常となり、多動・自閉症などをもたらす原因となるとの報告（Neuron 77(2), 259-273 2013）があり、細胞レベルでの関連性の有無に興味が持たれる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ナノ粒子の毒性については腸内細菌の中のグラム陽性菌では生育への影響はあまり無かったが、グラム陰性菌はおおいに影響をうけ、ナノ粒子の濃度に依存して生育が悪くなった。またiTRAQ®法によりタンパク質の発現差異の確認の実験においては、ナノ粒子の影響によって増加したタンパク質および減少したタンパク質をそれぞれ確認した。
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| Strategy for Future Research Activity |
変異原性試験(Ames法)では陰性であり粒子表面に付着する化学物質の作用の影響のないナノ粒子が慢性毒性を示していると考え、実験をおこなっている。腸内細菌にナノ粒子を曝露して試料とし、細胞内の変化よりナノ粒子の曝露が細菌にとってなにがストレスとして捕らえているかを考察する。ナノ粒子と接することでの生じる変化を探る。
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| Causes of Carryover |
締め切り間際に50ml遠沈管の購入を予定したが、納品が間に合わず、16,713円の残金をだした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度はリン酸化の相対定量解析や有機酸の変動の検証、細胞表層のペプチダーゼ処理による生育阻害の検証をおこなう。実際に細胞内にナノ粒子が入るか否かを電子顕微鏡で評価し、チャネルの存在の有無および細菌の解毒戦略について解明する。
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