2017 Fiscal Year Annual Research Report
大陸から越境輸送される有害な空中微生物の検出と実験研究による呼吸器系への影響評価
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16H02969
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| Research Institution | Oita University of Nursing and Health Sciences |
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Principal Investigator |
市瀬 孝道 大分県立看護科学大学, 看護学部, 教授 (50124334)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
牧 輝弥 金沢大学, 物質化学系, 准教授 (70345601)
小林 史尚 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (60293370)
吉田 成一 大分県立看護科学大学, 看護学部, 准教授 (40360060)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | バイオエアロゾル / 有害微生物種 / 粒子状物質 / 由来と発生地 / 呼吸器影響 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１.バイオエアロゾルの研究（牧、小林）：能登半島の大気試料から分離培養された真菌株のうち、黄砂発生地（ツオクトーボーとダランザドガド）と種が一致したものはBasidiomycota門とAscomycota門に属していた。Basidiomycota門のうち２株がMucoromycotina亜門Rhizopus属であった。Ascomycota門では２株がAspergillus属とFusarium属であり、５株がそれぞれAltrnaria属およびChaeromium属、Phoma属、Ceriporiopsis属、Setosphaeri属であった。28年度に引き続き29年度も能登半島上空の高度10mから3000mの範囲でエアーサンプラーとヘリコプターを用いて捕集調査を行った。黄砂時にこれらによって採取された真菌のうち、Ascomycota門のCladospoium sp.CBS282, Alternaria alternaria, Cladosporium Cladosporioides, Myriangiumi duriaeiとPhialocephala sphaeroideの５種が同定された。
２.実験研究による有害微生物の影響評価（市瀬、吉田）：黄砂エアロゾルから分離された５種(Bjerkandera sp, Lecythophora sp, Cladospoium sp, Phialocephalea sp, Coniothyrium sp)の真菌と真菌+滅菌黄砂をマクロファージ系RAW264.7細胞に曝露した結果、真菌単独曝露よりも真菌+滅菌黄砂曝露の方が炎症性遺伝子発現を強く誘導した。その５種真菌のうちPhialocephalea spとConiothyrium spが強く遺伝子発現を誘導した。マウス肺にこれらの５種の真菌を2μgと6μgを4回気道曝露して肺のアレルギー炎症の強さを比較した。５種の真菌のうちアレルギー炎症を最も強く誘導したものは、Phialocephalea spであった。また、５種の真菌に滅菌黄砂を加えて同様に気道曝露を行い黄砂の肺における真菌誘導のアレルギー増悪作用を調べた結果、Coniothyrium sp+滅菌黄砂によって誘導される肺のアレルギー炎症が最も強いことが明らかとなった。
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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
これ迄に多くの真菌株を同定し、そのうち黄砂発生地と飛来地が一致した真菌を８株同定することができた。平成29年5月6～8日に大規模黄砂があり、ヘリコプターで採取した黄砂エアロゾルの中から新たに５株を同定した。
細胞培養実験では、ヒト由来の気道上皮細胞に対して真菌は炎症反応を起こさないことが分かったため、自然免疫が発達しているマクロファージ系RAW264.7細胞を用いて真菌５株の炎症誘導評価を行ったところ２種に強い効果が認められた。
マウス実験ではその真菌５種を経気道曝露し、RAW264.7細胞に影響が見られた１種にアレルギー炎症が強く見られ、更に真菌+黄砂曝露時ではRAW264.7細胞で見られた２種に肺のアレルギー炎症が強く誘導された。
今年度は平成29年5月6～8日に大規模黄砂時に能登上空で黄砂エアロゾルを採取して同定された４種についてマウス肺に対するアレルギー誘導能と黄砂との複合曝露による増悪作用を比較検討する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度に引き続き越境輸送されるエアロゾルをヘリコプターで採取し、非優占微生物の集積培養・微生物株の分離培養と遺伝子解析・培養を経ないメタ・ゲノム解析を行い越境輸送された真菌類と発生地の調査を行う予定としている。
マウス実験では今年度の５種(Bjerkandera sp, Lecythophora sp, Cladospoium sp, Phialocephalea sp, Coniothyrium sp)の真菌に加えて、BALB/c系マウスに４種（Coniothyrium fuckelii, Aspergillus niger, Alternaria alternaria, Myruabgium duriaei）の真菌と黄砂を曝露し、真菌単一曝露時のアレルギー炎症誘導の強さと黄砂を添加した時のアレルギー炎症増悪作用を比較し、真菌の肺におけるアレルギー誘導能と複合曝露時の増悪度ランキングを決定する予定である。
これらを総合して、黄砂時に飛来した微生物種（主に真菌）の肺のアレルギー炎症の強さと黄砂複合曝露時の増悪作用のランキングを決定する予定である。
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Research Products
(11 results)
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[Journal Article] Variations of airborne bacterial communities at high altitudes in response dust events, over Asian-dust downwind area (Japan)2017
Author(s)
T. Maki, K. Hara, A. Iwata, K.C. Lee, K. Kawai, K. Kai, F. Kobayashi, S.B. Pointing, S. Archer, H. Hasegawa, Y. Iwasaka
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Journal Title
Atmospheric Chemistry and Physics
Volume: 17
Pages: 11877～11897
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Global Diversity of Desert Hypolithic Cyanobacteria2017
Author(s)
D.C. Lacap-Bugler, K.C. Lee, S. Archer, L.N. Gillman, M.C. Lau, S. Leuzinger, C.K. Lee, T. Maki, C.P. McKay, J.K. Perrott, A. de los R. Murillo, K.A. Warren-Rhodes, D.W. Hopkins and S.B. Pointing
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Journal Title
Frontiers in Microbiology
Volume: －
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Long-range transported bioaerosols captured in snow cover on Mount Tateyama, Japan: Impacts of Asian-dust events on airborne bacterial dynamics relating to ice-nucleation activities2017
Author(s)
T. Maki, S. Furumoto, Y. Asahi, K.C. Lee, K. Watanabe, K. Aoki, M. Murakami, T. Tajiri, H. Hasegawa, A. Mashio, Y. Iwasaka
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Journal Title
Atmospheric Chemistry and Physics Discussions
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Characterization of atmospheric bioaerosols along the transport pathway of Asian dust during the Dust-Bioaerosol 2016 Campaign2017
Author(s)
K. Tang, Z. Huang, J. Huang, T. Maki, S. Zhang, X. Ma, J. Shi, J. Bi, T. Zhou, G. Wang, and L. Zhang
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Journal Title
Atmospheric Chemistry and Physics Discussions
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Long-range transported bacterial communities relating to ice-nucleic particles accumulated to snow cover on Mount Tateyama, Central Japan2017
Author(s)
T. Maki, S. Furumoto, Y. Asahi, K.C. Lee, K. Watanabe, K. Aoki, M. Murakami, T. Tajiri, H. Hasegawa, A. Mashio, Y. Iwasaka
Organizer
International Symposium on Cryosphere and Biosphere (International Glaciological Society)
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[Presentation] Vertical distribution of airborne microorganisms in Asian dust (Kosa) source region, Taklamakan and Gobi Deserts2017
Author(s)
T. Maki, C. Bin, K. Kai, K. Ohara, F. Kobayashi, E. Davaanya, J. Noda, K. Kawai, Y. Minamoto, G. Shi, H. Hasegawa, Y. Iwasaka
Organizer
International Workshop on Asian Dust, Bioaerosols and Environmental Regime Shift
Invited
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