Effects of prenatal exposure to nanoparticles on reproductive systems in male offspring

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K19424
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 58020:Hygiene and public health-related: including laboratory approach
• Research Institution: National Institute of Health Sciences
• Principal Investigator: Yokota Satoshi 国立医薬品食品衛生研究所, 毒性部, 主任研究官 (70706605)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 二酸化チタンナノ粒子 / 精子毒性 / ハイパーアクチベーション / tsRNA / 継世代影響

Outline of Final Research Achievements

We observed significantly reduction of exposed F1 sperm capacitation. To explore whether the effects of F1 male were transmitted to F2 generation, we investigated changes in the expressions of one of the small non-coding RNA in the sperm of F1 mice. We identified some tsRNA expression changes of exposed mice in a dose-dependent manner. These result suggest that F1 male mediated developmental toxicity may be occurred. However, the F2 offspring born to F1 sires which gestationally exposed to titanium dioxide nanoparticles showed no changes in male reproductive systems. These data enable us to further investigate tsRNA expression changes involved in the transgenerational effects of paternally acquired epigenetic effects.

Free Research Field

生殖発生毒性

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ナノ粒子胎児期曝露により生じるF1雄性生殖を介したF2世代に対する継世代影響に関する報告は限定的である。私たちは先行研究においてナノ銀の胎児期曝露による継世代毒性を明らかにしてきた。本研究における二酸化チタンナノ粒子胎児期曝露の実験においては、初めてF1精子の受精能獲得反応に及ぼす影響が明らかとなり、small RNAの中でもtsRNAの発現変動が認められた。当該RNAが次世代の雄性生殖系には影響を及ぼさなかったものの、他臓器の発生過程などに影響を及ぼしている可能性は否定できず、さらなる検証を行うことで、精子を介したエピゲノム毒性を明らかにすることが期待される。