2019 Fiscal Year Research-status Report
中分子量高分子化合物と環境化学物質の複合影響の解析
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18K11682
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| Research Institution | Saitama Prefectural University |
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Principal Investigator |
四ノ宮 美保 埼玉県立大学, 保健医療福祉学部, 准教授 (60291069)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 高分子化合物 / 環境化学物質 / 細胞毒性 / 複合影響 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
中分子量範囲（MW 600～2,000）の高分子化合物存在下における環境化学物質の細胞毒性変化について検討し、複合影響の予測手法確立のための新たな基盤形成を目指した。
昨年度、SH-SY5Y細胞（ヒト神経芽細胞腫由来）を用いた研究において、単独では細胞の増殖・生存に抑制効果を示さない濃度のポリエチレンイミン（PEI：平均分子量1,200）が、殺菌剤あるいは加硫促進剤として使用されるチウラムの細胞毒性を相殺することを示した。今年度は、分子量の異なる２種の新たなPEI（平均分子量600及び1,800）がチウラムの毒性効果に及ぼす影響を評価したところ、２種ともに平均分子量1,200のPEIと同等の相殺効果を認めた。一方、PEI単独での影響をみたところ、分子量の増加と共に細胞増殖・生存の抑制効果は増大した。
次に、Caco-2細胞（ヒト結腸癌由来）を用いて、種々の高分子化合物が単独で消化管上皮細胞の増殖・生存に与える影響を比較検討した。その結果、PEI（平均分子量1,200及び1,800）及びポリオキシエチレンアルキルエーテル（アルキル基部分：C12及びC16、分子量：約1,200）がμg/mLオーダーで細胞増殖・生存を抑制する一方で、ポリアクリル酸とポリビニルアルコールはμg/mLオーダーではほとんど影響がないことが判明した。さらに、PEIは、SH-SY5Y細胞でみられたのと同様、チウラムによる細胞毒性を相殺することが示された。これらの複合影響のメカニズムに関して、今後さらに解析を進める予定である。
一方、Caco-2細胞透過性試験により、高分子化合物共存下における環境化学物質のbioavailabilityを検討したが、4時間の接触では化学物質の透過性に対して顕著な影響は認められなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の研究計画では、PEIがチウラムによる細胞毒性を相殺するメカニズムを解析し、共存の影響を評価することを予定していたが、PEIの分子量の違いや他細胞での影響の検討は実施したものの、細胞内シグナル伝達の解析に手間取り、共存影響の評価に至らなかった。また、Caco-2細胞透過性試験においては、再現良く単層の細胞層を形成する条件決定に時間が掛かったため、高分子化合物共存下における環境化学物質のbioavailabilityについて十分な検討ができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
神経系細胞に対する高分子化合物と環境化学物質の複合影響については、細胞内シグナル伝達を含めた毒性メカニズムを解析することにより評価していく。また、Caco-2細胞透過性試験による環境化学物質のbioavailability評価については、高分子化合物共存下でtight junctionの透過性や細胞反対極への移送率がどのような影響を受けるのかさらに検討を進め、共存する高分子化合物のイオン性や分子量の効果、及び化学物質の物理的性質との関連性をみる。一方で、高分子化合物と環境化学物質の相互作用についても解析を進め、毒性やbioavailabilityとの関連性を考察する。以上の研究結果を総括し、研究成果の論文化を進めていく。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス流行のため参加予定の学会が中止となり、旅費及び学会参加費として計上していた予算が使用できなかった。差額は2020年度における学会参加のための旅費や参加費並びに細胞培養で使用する消耗品の購入に充当する。
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