2020 Fiscal Year Annual Research Report
Exploratory research for toxic machinery of titanate nanosheet leading to immunological influences
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18K19714
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| Research Institution | Kawasaki Medical School |
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Principal Investigator |
西村 泰光 川崎医科大学, 医学部, 准教授 (90360271)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉岡 大輔 川崎医科大学, 医学部, 助教 (40638318)
大槻 剛巳 川崎医科大学, 医学部, 教授 (40160551)
武井 直子 川崎医科大学, 医学部, 講師 (00509276)
李 順姫 川崎医科大学, 医学部, 助教 (70414026)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | ナノ毒性 / チタン / 産業衛生 / 免疫 / 単球 / アポトーシス / リソソーム / Ca2+ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに、2Dナノ材料であるチタン酸ナノシート（TiNS）の曝露がPBMCのアポトーシスを引き起こし、中でも単球はTiNSを取り込みリソソームの著増とオートファジー機能の亢進を示し、そのアポトーシスはエンドリソソームに局在するv-ATPase依存性であることを明らかにした。近年、リソソーム由来Ca2+シグナルの意義が指摘され、リソソーム遺伝子の発現誘導にも働くことが知られる。そこで、TiNSの毒性機序における細胞内Ca2+とリソソーム機能制御との関わりを調べた。TiNPとしてP25を用いて比較した。遊離Ca2+吸収波長の測定とSEM-EDXによる元素分析から、TiNSへのCa2+の結合を確認した。細胞質内Ca2+量をFluo-4 AMで測定したとき、P25と対照的にTiNS曝露1日後の単球では蛍光強度が有意に増加した。TiNS曝露後2日後の単球はATP6V1E1, MCOLN1/TRPML1, MCOLN3/TRPML3 mRNA量の有意な増加を示し、P25曝露では変化が無かった。TRPML作動薬でリソソーム内Ca2+の放出に働くML-SA1はTiNS曝露時にのみ単球の細胞死を増悪させた。細胞内Ca2+キレート剤 BAPTA-AMは上記リソソーム遺伝子のmRNA増加を抑制した。以上の結果は、TiNS毒性機序としてTiNSの取り込みを介したリソソーム由来細胞内Ca2+濃度の増加と続くリソソームの過剰亢進が起きていることを示す。カテプシン阻害剤は細胞死を抑制せず寧ろ増悪させたことから、既知のリソソーム性細胞死とは異なる毒性機序と考えられる。
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| Remarks |
川崎医科大学衛生学ホームページ
https://m.kawasaki-m.ac.jp/hygiene/
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