大腸炎モデルにおけるナノ銀の生体影響

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K12350
• Research Institution: National Institute of Health Sciences
• Principal Investigator: 小川 久美子 国立医薬品食品衛生研究所, 病理部, 部長 (70254282)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): チョウ ヨンマン 国立医薬品食品衛生研究所, 病理部, 室長 (00370940) [Withdrawn] ; 井手 鉄哉 国立医薬品食品衛生研究所, 病理部, 主任研究官 (60837607) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ナノ銀 / 粘膜バリア / 消化管 / 生体影響

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、粘膜バリア破綻下で、小型のナノ銀の経口暴露が毒性影響を誘導する可能性について明らかにするため、dextran sulfate sodium salt (DSS)の飲料水投与で誘発した大腸炎マウスを用いて検討する。
本年度は、これまでに得られた結果に基づき、6週齢の雌性Balb/cマウスに3％DSS（MP Biomedicals社、分子量36-50kDa）を7日間飲水投与後、2 mMクエン酸三ナトリウム二水和物に懸濁された直径10, 60または100 nm のナノ銀（ナノコンポジックス社）を10 mg/kg 体重で単回強制経口投与した。ナノ銀を投与しないDSS＋クエン酸群及び、健常動物群としてDSS投与を行わないで各サイズのナノ銀またはクエン酸を単独投与した群も設定した。ナノ銀投与の6及び24時間後に各群5匹についてイソフルラン吸入麻酔下にて血液生化学検査のため下大静脈から全量採血した。肝臓、腎臓、脾臓を採取して臓器重量を測定後、それぞれ一部をICP-MSによる銀濃度の測定のため、凍結保存した。結腸から直腸は摘出後、腸間膜に沿って切開し、全長の病理標本が作製できるように2つ折りの濾紙に貼付し、緩衝ホルマリン液で固定した。肝臓、腎臓、脾臓の凍結以外の組織及び腸間膜リンパ節等も緩衝ホルマリン液にて固定し、病理標本作製に供した。
DSS投与期間中、DSS投与群では軟便がみられたが、体重増加抑制は明らかではなかった。解剖時の体重、相対肝重量、腎重量及び脾重量には有意な差異は見られなかった。病理組織標本上、DSS投与群ではびらん、粘膜上皮の幼若化、好中球浸潤など、想定程度の炎症像が誘発されていることが確認された。
今後、肝臓へのナノ銀の取込について、ICP-MSにて検討すると共に、詳細な病理組織学的検査を実施し、大腸炎モデル動物でのナノ銀の動態及び諸臓器への影響を詳細に検討する。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

新型コロナ感染症の影響により、本実験の開始が遅れたが、DSS投与群及びDSS非投与群に直径10, 60あるいは100 nm のナノ銀を単回強制経口投与し、その6時間後並びに24時間後に採材を行う動物実験が予定通り終了した。病理標本にて、大腸炎が誘発されていることは確認された。本年度中に、組織での銀濃度測定及び各臓器での詳細な病理組織学的検討を実施し、大腸炎モデルにおけるサイズの異なるナノ銀の生体影響について最終評価を実施する。

Strategy for Future Research Activity

採取したサンプルについて、ICP-MSによる組織でのナノ銀の含有量及び詳細な病理組織学的検討を実施し、ナノ銀のサイズに特異的な毒性の有無及び大腸炎の影響について検討する。必要に応じて、追加の投与実験を実施する。

Causes of Carryover

新型コロナ感染の影響で、学会参加がリモートになり、旅費が発生しなかったこと、また、消耗品の一部が納品が遅れたり、3月中に納品はされたが支払いが令和3年度にずれ込んだため、令和2年度の支出が抑えられることになった。