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2010 Fiscal Year Annual Research Report

ナノマテリアル暴露が次世代の脳神経系に及ぼす影響とその克服に関する研究

Research Project

Project/Area Number 21390037
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

武田 健  東京理科大学, 薬学部, 教授 (80054013)

Keywordsナノ粒子 / 酸化チタン / 酸化亜鉛 / 胎仔期曝露 / モノアミン代謝 / 脳神経系 / ドーパミン
Research Abstract

我々は、酸化チタン(TiO_2)ナノ粒子が妊娠期の母から仔に移行し、出生後の成長期にも脳内に取り込まれた状態で残ること、病理学的に、また、機能的に様々な影響が認められることを世界に先駆けて明らかにした。
TiO_2ナノ粒子曝露群の脳の各部位について病理組織学的検討をおこなったところ、6週齢雄の脳末梢血管に多発性の微小梗塞の所見が認められ、嗅球の僧帽細胞がカスパーゼ-3(アポトーシスのマーカー)陽性細胞になっていることが認められた。この結果、TiO_2を妊娠マウスに投与するとTiO_2は胎盤を経由して胎仔に移行し、未発達な血液脳関門を通過し、脳各部位に残ること、脳の機能に影響を及ぼすことが示唆された。ドーパミンやセロトニンなど神経伝達物質のモノアミン系の代謝異常も認められた。さらに、網羅的・経時的遺伝子発現解析の結果においても様々な異常が認められた。
一方、酸化亜鉛(ZnO)ナノ粒子も透明度が高く、紫外線を効率的に反射することから化粧品に汎用されている。酸化チタンの他に妊娠期におけるZnOナノ粒子の曝露が出生仔の脳内モノアミン神経系に及ぼす影響を調べた。HPLCを用いて脳内モノアミン及び代謝物を定量した結果、ZnOナノ粒子曝露群の複数の脳部位においてドパミン、セロトニンの代謝物や代謝回転の有意な増加が認められた。これらの結果から、ZnOナノ粒子胎仔期曝露はモノアミンの代謝物量に変動を及ぼすことが示唆された。本研究により、TiO_2及びZnOナノ粒子はその利便性から化粧品に汎用されているが、曝露時期及び量によっては次世代の脳神経系の健康状態に影響を及ぼす可能性が示唆された。
TiO_2及びZnOナノ粒子の胎仔期曝露による生体影響や中枢神経系への影響に関しては報告がなく、本研究はナノ粒子の健康影響を示す研究として大きな意味を持つと考えられる。

  • Research Products

    (21 results)

All 2011 2010

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (16 results)

  • [Journal Article] ナノマテリアルの次世代健康影響-妊娠期曝露の子に及ぼす影響2011

    • Author(s)
      武田健、新海雄介、鈴木健一郎、柳田信也、梅澤雅和、横田理、田井中均、押尾茂、井原智美、菅又昌雄
    • Journal Title

      YAKUGAKU ZASSHI

      Volume: 131(2) Pages: 229-236

  • [Journal Article] ナノマテリアルの次世代影響-脳神経系及び雄性生殖系を中心に2010

    • Author(s)
      武田健、鈴木健一郎、入江美代子、押尾茂、井原智美、菅又昌雄
    • Journal Title

      フロンティア出版

      Volume: 15 Pages: 54-59

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Prenatal exposure to titanium dioxide nanoparticles increases dopamine levels in the prefrontal cortex and neostriatum of mice.2010

    • Author(s)
      Takahashi Y, Mizuo K, Shinkai Y, Oshio S, Takeda K.
    • Journal Title

      J.Toxicol.Sci.

      Volume: 35 Pages: 749-756

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In utero exposure to a low concentration of diesel exhaust affects spontaneous locomotor activity and monoaminergic system in male mice.2010

    • Author(s)
      Suzuki T, Oshio S, Iwata M, Saburi H, Odagiri T, Udagawa T, Sugawara I, Umezawa M, Takeda K.
    • Journal Title

      Part.Fibre Toxicol.

      Volume: 7 Pages: 1-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Novel insights into the pathogenesis of endometriosis from a disease model induced by autotransplantation of endometrium.Inflamm.2010

    • Author(s)
      Umezawa M, Takeda K, Ihara T, Sugamata M.
    • Journal Title

      Inflamm.Regen.

      Volume: 30 Pages: 115-119

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 脳発達期における脂肪酸を吸着したアルブミンナノ粒子の脳内移行2011

    • Author(s)
      川島奈津子、鈴木健一郎、横田理、大嶋秀明、武田健
    • Organizer
      日本薬学会第131年会
    • Place of Presentation
      静岡県立大学他
    • Year and Date
      2011-03-30
  • [Presentation] 胎仔期ディーゼル排気微粒子曝露が不安情動性と認知機能に及ぼす影響2011

    • Author(s)
      横田理、佐藤央、杉戸雄四郎、柳田信也、武田健
    • Organizer
      日本薬学会第131年会
    • Place of Presentation
      静岡県立大学他
    • Year and Date
      2011-03-30
  • [Presentation] 胎仔期にディーゼル排ガスに曝露されたマウスにおけるDNAメチル化状態の網羅的解析2011

    • Author(s)
      高柳皓平、立花研、秋本純芽、新海雄介、武田健
    • Organizer
      日本薬学会第131年会
    • Place of Presentation
      静岡県立大学他
    • Year and Date
      2011-03-30
  • [Presentation] ナノマテリアルの次世代健康科学~新しい衛生薬学研究領域の開拓2011

    • Author(s)
      武田健
    • Organizer
      日本薬学会第131年会
    • Place of Presentation
      静岡県立大学他
    • Year and Date
      2011-03-29
  • [Presentation] A novel analysis tool to interpret microarray results using multiple gene annotation.2011

    • Author(s)
      Umezawa M, Sera M, Takeda K.
    • Organizer
      BICoB-2011
    • Place of Presentation
      New Orleans, USA
    • Year and Date
      2011-03-23
  • [Presentation] 酸化チタンの胎児期曝露が視床下部室傍核CRH神経の活動に及ぼす影響2010

    • Author(s)
      柳田信也、金丸次郎、梅澤雅和、沼崎理英、武田健
    • Organizer
      第33回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸コンベンションセンター
    • Year and Date
      20100900
  • [Presentation] 遺伝子アノテーションを用いた新しいマイクロアレイデータ解析法の確立2010

    • Author(s)
      梅澤雅和、世良実穂、武田健
    • Organizer
      BMB2010
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2010-12-07
  • [Presentation] Maternal exposure to nanoparticulate titanium dioxide alters gene expression related to brain development of offspring in the mouse.2010

    • Author(s)
      Shimizu M, Umezawa M, Tainaka H, Takeda K.
    • Organizer
      Nanosafe 2010
    • Place of Presentation
      Grenoble, France
    • Year and Date
      2010-11-17
  • [Presentation] Novel approach to analysis brain plasticity by biomolecule-designed nanoparticles.2010

    • Author(s)
      Yokota S, Suzuki K, Ishibashi R, Shinotsuka T, Sugito Y, Takeda K.
    • Organizer
      Neuroscience 2010
    • Place of Presentation
      San-Diego, USA
    • Year and Date
      2010-11-17
  • [Presentation] Effects of exposure to titanium dioxide nanoparticles on activation of corticotrophin-releasing hormone neurons in pregnant rats and its offspring.2010

    • Author(s)
      Yanagita S, Kanemaru J, Umezawa M, Yokota S, Takeda K.
    • Organizer
      Neuroscience 2010
    • Place of Presentation
      San-Diego, USA
    • Year and Date
      2010-11-17
  • [Presentation] Current research and prospect for health effects of nanoparticles on offspring.2010

    • Author(s)
      Umezawa M, Takeda K.
    • Organizer
      第3回国際セラミックス学会
    • Place of Presentation
      グランキュープ大阪
    • Year and Date
      2010-11-16
  • [Presentation] ディーゼル排気微粒子胎仔期曝露が老齢マウスのコリン神経系に影響を及ぼす2010

    • Author(s)
      横田理、柳田信也、武田健
    • Organizer
      第33回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸コンベンションセンター
    • Year and Date
      2010-09-02
  • [Presentation] りん脂質修飾ナノ粒子を用いたマウス脳神経の脂質代謝の分析2010

    • Author(s)
      杉戸雄四郎、篠塚崇徳、横田理、鈴木健一郎、武田健
    • Organizer
      第33回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸コンベンションセンター
    • Year and Date
      2010-09-02
  • [Presentation] りん脂質修飾ナノ粒子の制御とそのマウス脳内における特異的分布2010

    • Author(s)
      篠塚崇徳、杉戸雄四郎、横田理、鈴木健一郎、武田健
    • Organizer
      第33回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸コンベンションセンター
    • Year and Date
      2010-09-02
  • [Presentation] Prenatal exposure to diesel exhaust particles affected cholinergic systems in senile mice.2010

    • Author(s)
      Yokota S, Yanagita S, Takeda K.
    • Organizer
      Neuro 2010
    • Place of Presentation
      神戸コンベンションセンター
    • Year and Date
      2010-09-02
  • [Presentation] Effects of prenatal exposure to zinc oxide nanoparticles on monoaminergic systems in mice.2010

    • Author(s)
      Okada Y, Shinotsuka T, Tachibana K, Takeda K.
    • Organizer
      Nanotoxicology 2010
    • Place of Presentation
      Edinburgh, Scotland
    • Year and Date
      2010-06-03

URL: 

Published: 2012-07-19  

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