2017 Fiscal Year Annual Research Report
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16H02960
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
中山 勝文 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 准教授 (20453582)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森本 展行 東北大学, 工学研究科, 准教授 (00313263)
船本 健一 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 准教授 (70451630)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / マクロファージ / 炎症 / インフラマソーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
シリカ（二酸化珪素）、アスベスト、PM2.5といった粒子状化学物質の大量暴露は肺の慢性炎症、線維化、癌化を引き起こすことがよく知られている。それら微粒子は生体内で主に免疫細胞のマクロファージに取り込まれるが、その認識分子機構は良く判っていない。前年度に我々は、マクロファージ細胞学に工学および情報科学を取り入れた学際研究により、シリカ受容体としてクラスBスカベンジャー受容体SR-B1を同定した。アモルファスシリカは、二酸化チタンと並んで、世界的に最も多く生産されているナノマテリアルであり、今年度はシリカを始め様々なナノ粒子の毒性評価を中心に研究を進めた。
これまでのナノ粒子の毒性評価については世界中の研究機関で精力的に取り組まれているが、それらのほとんどは個々の単一粒子について行われている。しかしながら、同時に複数のナノ粒子に暴露された際の毒性についてはほとんど解析されていない。そこで今年度は、世界的に産生量が多いナノマテリアルの低濃度の同時暴露による毒性をマウス細胞および個体を用いて解析した。その結果、SiO2およびTiO2ナノ粒子は、相乗的にマクロファージ炎症応答を惹起し、さらに激しい肺炎を誘発することがマウス実験により明らかになった。その作用機序として、２価カチオン依存的に粒子凝集が抑制され、マクロファージに取り込まれた後、SiO2ナノ粒子はリソソーム障害を、TiO2ナノ粒子は活性酸素産生をそれぞれ介して、相乗的な細胞内ストレスを与えることが判明した。本研究成果は、個々のナノ粒子単独では毒性を示さない低濃度であっても、複数のナノ粒子の同時暴露によって毒性を示す危険性を示唆し、今後の毒性評価の一助になると思われる。
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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
発現クローニング法によりマクロファージのシリカ受容体としてクラスBスカベンジャー受容体SR-B1を同定し、さらにホモロジーモデリングによりSR-B1-シリカ粒子の結合様式も明らかにした。さらに他の材質のナノ粒子の炎症作用にも展開できたことから、おおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
マクロファージによるシリカ粒子認識機構は複雑であり、SR-B1を介さない認識経路の存在も明らかになった。今後は、その経路を明らかにし、じん肺モデルマウスを用いて、その病態を解明に向けて研究を進める。
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