2021 Fiscal Year Research-status Report
Mechanism of inflammatory response on digestive tract by plastic nanoparticles
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20K21725
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| Research Institution | Jichi Medical University |
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Principal Investigator |
市原 佐保子 自治医科大学, 医学部, 教授 (20378326)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
及川 佐枝子 (多田佐枝子) 椙山女学園大学, 生活科学部, 准教授 (90610585)
橘 勝 横浜市立大学, 理学部, 教授 (80236546)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / 腸管上皮細胞 / 炎症反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海に漂うプラスチックの破片は小さな粒子に砕けていき、マイクロプラスチックおよびナノプラスチックとなるが、これらのヒトへの影響は未だ明らかではなく、生体影響に関するリスク評価が求められている。近年、我が国では、潰瘍性大腸炎やクローン病などの炎症性腸疾患の罹患率が増加している。特に、潰瘍性大腸炎は、毎年約5千人ずつ患者数が増加しており、疾患の発症年齢のピークが10－20歳代であることから、生活の質の低下や発がんリスクの上昇という観点からも、我が国において克服すべき重要な消化器疾患である。炎症性腸疾患は、腸内細菌叢に対する免疫応答機構の破綻に加え、遺伝因子や食餌、ストレスなどの環境因子が関与する多因子疾患であることが示されている。最近、経口摂取されたナノ粒子は、消化管内腔の粘膜を通過し、腸管上皮細胞さらに腸管免疫に重要な役割を果たしているパイエル板のmicrofold cell (M-細胞)に取り込まれるとの報告がなされており、ナノ粒子は炎症性腸疾患誘導の過程で炎症反応を増強する可能性が強く示唆される。本研究では、ナノプラスチックによる腸管免疫機構の破綻を介する消化管炎症反応の誘導および増悪作用の機構を解明し、ナノプラスチックの消化管に対するリスク評価法の確立を目指すことを目的とする。本年度は、ヒト腸管上皮細胞:Caco-2に表面コーティングの違う酸化金属ナノ粒子を投与し、腸管上皮細胞の生存率とサイトカインをはじめとする炎症反応に関連する分子の発現を解析し、表面コーティングの違いによるナノ粒子の消化管における炎症反応への影響を検討した。
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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
ヒト腸管上皮細胞:Caco-2に表面コーティングの違う酸化金属ナノ粒子を投与し、生存率とサイトカインをはじめとする炎症反応に関連する分子の発現を解析した。表面コーティング無し、水酸化アルミニウムコーティング、水酸化アルミニウム／ステアリン酸コーティングの3種類の酸化金属ナノ粒子を未分化のCaco-2細胞および分化させたCaco-2細胞に投与したところ、分化させたCaco-2細胞では、どの酸化金属ナノ粒子を投与しても生存率は変化せず、分化させたCaco-2細胞においては、表面コーティングの違いによる細胞の生存率に差がないことが明らかになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、蛍光ナノ粒子を利用し、粒子を可視化させることによりその生体内での動態の把握を目指しており、体内動態と生体反応を同時に明らかにしていくことを目指している。今後は、ナノサイズとマイクロサイズの蛍光ポリスチレンを使用し、その物性評価および動態の把握をする。また、ヒト腸管上皮細胞:Caco-2に両プラスチック粒子を投与し、その影響と炎症反応の誘導機構を比較検討する予定である。
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| Causes of Carryover |
本年度は、新型コロナウイルス流行の影響で、他県への移動が困難であり、研究打ち合わせをwebで実施したため、旅費を計上せず、また、実験も教室に所属する大学院生等で実施することが出来たため、研究補助等に費用が生じなかった。次年度には、蛍光ポリスチレンを使用し、粒子を可視化させ、生体内での動態とその影響を把握し、これまでの成果を学会にて発表する予定である。
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[Presentation] Effect of Nrf2 deletion on inflammatory response in lung of female mice exposed to zinc oxide nanoparticles2021
Author(s)
Sehsah R, Wu W, Ichihara S, Hashimoto N, Hasegawa Y, Zong C, Yamazaki K, Sato H, Itoh K, Yamamoto M, Ali Elsayed A, El-Bestar S, Kamel E, Ichihara G
Organizer
NanoTox 2021
Int'l Joint Research
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[Presentation] Pulmonary effects of Fe3O4-PEG-PLGA nanoparticles in human bronchial epithelial cells and in wild type and Nrf2 knockout mice following pharyngeal aspiration2021
Author(s)
Sato H, Zong C, Devineau S, McCord C, Ichihara S, Brookes O, Ekuban F, Itoh K, Yamamoto M, Boland S, Baeza-Squiban A, Ichihara G
Organizer
NanoTox 2021
Int'l Joint Research
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[Presentation] Pulmonary effects of Fe3O4-PEG-PLGA nanoparticles in wild type and Nrf2 knockout mice following pharyngeal aspiration2021
Author(s)
Sato H, Zong C, Devineau S, McCord C, Ichihara S, Brookes O, Ekuban F, Itoh K, Yamamoto M, Boland S, Baeza-Squiban A, Ichihara G
Organizer
第48回日本毒性学会学術年会
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[Presentation] Fe3O4-PEG-PLGA ナノ粒子の経気道曝露が肺にもたらす影響とNrf2 の役割2021
Author(s)
佐藤春恵, 宗才, Stephanie Devineau, Claire McCord, 市原佐保子, Oliver Brookes, 伊東健, 山本雅之, Sonja Boland, Armelle Baeza-Squiban, 市原学
Organizer
フォーラム2021 衛生薬学・環境トキシコロジー
