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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Toxicological significance of metal biogenic nanoparticles

Research Project

Project/Area Number 21H04920
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

小椋 康光  千葉大学, 大学院薬学研究院, 教授 (40292677)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鈴木 紀行  千葉大学, 大学院薬学研究院, 准教授 (10376379)
福本 泰典  千葉大学, 大学院薬学研究院, 講師 (10447310)
田中 佑樹  千葉大学, 大学院薬学研究院, 助教 (50824041)
Project Period (FY) 2021-04-05 – 2024-03-31
Keywordsナノ粒子 / テルル / 高時間分解型ICP-MS / 活性硫黄 / スペシエーション / AF4 / sp-ICP-MSICP-MS
Outline of Annual Research Achievements

様々な用途のために化学的に合成されたナノ粒子が、生体や細胞に対してどのような影響を及ぼすかという観点の毒性学的研究、すなわち外来性のナノ粒子の毒性研究は、これまで数多くなされてきた。しかし、毒性が高いとされている水溶性の金属元素が動物細胞に曝露された場合、元素状つまり不溶性のナノ粒子を形成し、生体分子との相互作用を低下させることにより、解毒を図るという機構が動物細胞にも存在することが明らかになりつつある。本来、動物は生活環境に合わせて、環境から曝露される化学物質を代謝し、排泄するという解毒を行っているが、細胞内でナノサイズの不溶性含金属粒子(バイオジェニックナノ粒子)を生成し、必ずしも排泄を伴わない毒性の低減という代謝機構の存在を示唆するという毒性学のパラダイムシフトを目指して、その機構を明らかにしていくことが本研究の目的である。最終年度である本年度は、これまでテルルという産業上有用な半金属元素の単細胞藻類及び高等植物におけるバイオジェニックナノ粒子生成の機構を明らかにしたが、いよいよ動物細胞における生成機構について明らかにすることができた。また、長年懸案となっていた植物内でのバイオジェニックナノ粒子形成よりも低濃度で出現する未知のテルルの主要代謝物の同定についても成功した。いずれも研究終了時においては、論文投稿中である。さらに、ナノ粒子の新規分析法であるAsymmetric Flow Field Flow Fractionation (AF4)と誘導結合プラズマ質量分析計を組合わせた分析法の構築も果たした。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (29 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 6 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Determination of intracellular dopamine by liquid chromatography-fluorescence detection with post-column derivatization using the K?nig reaction2024

    • Author(s)
      Ryu Mochizuki, Yasumitsu Ogra
    • Journal Title

      Journal of Chromatography B

      Volume: 1232 Pages: 123956

    • DOI

      10.1016/j.jchromb.2023.123956

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Differential molecular mechanisms of substrate recognition by selenium methyltransferases, INMT and TPMT, in selenium detoxification and excretion2024

    • Author(s)
      Yasunori Fukumoto, Rin Kyono, Yuka Shibukawa, Yu-ki Tanaka, Noriyuki Suzuki, Yasumitsu Ogra
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 300 Pages: 105599

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2023.105599

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Quantitative determination of their intracellular uptake of silica nanoparticles using asymmetric flow field flow fractionation coupled with ICP mass spectrometry and their cytotoxicity in HepG2 cells2024

    • Author(s)
      Yu-ki Tanaka, Yasumitsu Ogra
    • Journal Title

      Archives of Toxicology

      Volume: 98 Pages: 769-777

    • DOI

      10.1007/s00204-023-03672-4

  • [Journal Article] Simultaneous determination of intracellular reduced and oxidized glutathiones by the K?nig reaction2023

    • Author(s)
      Ryu Mochizuki, Akane Kobayashi, Hiromitsu Takayama, Toshihiko Toida and Yasumitsu Ogra
    • Journal Title

      Analytical Methods

      Volume: 15 Pages: 3426-3431

    • DOI

      10.1039/D3AY00860F

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Acute methylmercury exposure induces inactivation of ATR pathway and enhancement of DNA replication stress through degradation of Rad172023

    • Author(s)
      Yasunori Fukumoto, Dongyue Wang, Yu-ki Tanaka, Noriyuki Suzuki, Yasumitsu Ogra
    • Journal Title

      Metallomics Research

      Volume: 3 Pages: reg21-reg28

    • DOI

      10.11299/metallomicsresearch.MR202304

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Biotransformation of Se-methylselenocysteine into volatile selenocompounds by bacteria isolated from rat gut microflora2023

    • Author(s)
      Kazuaki Takahashi, Sakie Horiai, Yoshikazu Yamagishi,Sayaka Nagasawa, Hirotaro Iwase, Yasumitsu Ogra
    • Journal Title

      Journal of Functional Foods

      Volume: 110 Pages: 105859

    • DOI

      10.1016/j.jff.2023.105859

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Distribution, metabolism, and toxicity of antimony species in Wistar rats. A bio-analytical approach.2023

    • Author(s)
      Yasumitsu Ogra, Nicole Rold?n, Marcelo Verdugo, Alexis A. Gonzalez, Noriyuki Suzuki, Waldo Quiroz
    • Journal Title

      Environmental Toxicology and Pharmacology

      Volume: 100 Pages: 104160

    • DOI

      10.1016/j.etap.2023.104160

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The degradation of antibiotics by reactive species generated from multi-gas plasma jet irradiation2023

    • Author(s)
      Yu-ki Tanaka, Taiki Osawa, Yoshikazu Yamagishi, Akitoshi Okino, Yasumitsu Ogra
    • Journal Title

      Plasma

      Volume: 6 Pages: 541-549

    • DOI

      10.3390/plasma6030037

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparison of nutritional availability of biogenic selenium nanoparticles and chemically synthesized selenium nanoparticles2023

    • Author(s)
      Kazuaki Takahashi, Anna Ochi, Hisaaki Mihara, Yasumitsu Ogra
    • Journal Title

      Biological Trace Element Research

      Volume: 201 Pages: 4861-4869

    • DOI

      10.1007/s12011-023-03567-6.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cadmium body burden and health effects after restoration of cadmium-polluted soils in cadmium-polluted areas in the Jinzu River basin2023

    • Author(s)
      Masaru Sakurai, Yasushi Suwazono, Kazuhiro Nogawa, Yuuka Watanabe, Miyuki Takami, Yasumitsu Ogra, Yu-Ki Tanaka, Hirotaro Iwase, Kayo Tanaka, Masao Ishizaki, Teruhiko Kido, Hideaki Nakagawa
    • Journal Title

      Environmental health and preventive medicine

      Volume: 28 Pages: 49

    • DOI

      10.1265/ehpm.23-00132

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 誘導結合プラズマ質量分析計(ICP-MS)を基盤とした生命金属・元素分析法の現状と展望2023

    • Author(s)
      田中佑樹、岩瀨真喜子、小椋康光
    • Journal Title

      ファルマシア

      Volume: 59 Pages: 217-221

    • DOI

      10.14894/faruawpsj.59.3_217

  • [Journal Article] 必須微量元素セレンの栄養性における化学形態と腸内細菌叢の関与2023

    • Author(s)
      髙橋一聡、小椋康光
    • Journal Title

      微量栄養素研究

      Volume: 40 Pages: 107-111

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 不安定なセレン代謝中間体の定量的検出法の開発と応用2024

    • Author(s)
      鈴木紀行,松永美咲, 鎌田瑞希,山岸由和,小椋 康光
    • Organizer
      第51回日本毒性学会学術年会
  • [Presentation] Metabolism and Detoxification of Telluriumin Organisms Assessed by Liquid Chromatography Coupled to Elemental Mass Spectrometry2024

    • Author(s)
      Yasumitsu Ogra, Yu-ki Tanaka, Shunsuke Shimazaki, Yasunori Fukumoto
    • Organizer
      2024 Winter Conference on Plasma Spectrochemistry
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] マイクロドロップレットジェネレーターを用いた単一哺乳類細胞中元素の定量的分析法の開発2024

    • Author(s)
      片山陽菜乃、飯田里紗子、田中佑樹、小椋康光
    • Organizer
      令和5年度 分析イノベーション交流会
  • [Presentation] 非対称フロー、フィールド、フローフラクトネーションICP質量分析計を用いたナノ医薬品中の金属不純物分析法の確立2024

    • Author(s)
      長谷川紗名、田中佑樹、小椋康光
    • Organizer
      令和5年度 分析イノベーション交流会
  • [Presentation] マイクロドロップレットジェネレーターを用いた単一哺乳類細胞中元素の定量的分析法の開発2024

    • Author(s)
      片山陽菜乃、飯田里紗子、田中佑樹、小椋康光
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
  • [Presentation] 海産食品に含まれるナノサイズの水銀含有粒子の存在およびその食事性曝露量の推定2023

    • Author(s)
      鈴木美成、近藤翠、穐山浩、小椋康光
    • Organizer
      第2回 環境化学物質3学会合同大会
  • [Presentation] 必須微量元素セレンの栄養性における腸内細菌叢の関与2023

    • Author(s)
      髙橋 一聡、小椋 康光
    • Organizer
      第40回 日本微量栄養素学会学術集会
  • [Presentation] マイクロドロップレットジェネレーターを用いた単一細胞の元素分析法の開発2023

    • Author(s)
      片山陽菜乃、飯田里紗子、田中佑樹、小椋康光
    • Organizer
      プラズマ分光分析研究会 筑波セミナー2023, 第3回若手会講演会
  • [Presentation] AF4-ICP-MSを用いたナノ医薬品中の金属不純物分析2023

    • Author(s)
      長谷川紗名、田中佑樹、小椋康光
    • Organizer
      プラズマ分光分析研究会 第3回若手会講演会
  • [Presentation] Novel tellurium metabolite in broccoli identified by inorganic and organic mass spectrometer2023

    • Author(s)
      Shohei Takada, Yoshikazu Yamagishi, Sayaka Nagasawa, Yasumitsu Ogra
    • Organizer
      The 10th International Congress of Asian Society of Toxicology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Critical role of sulfane sulfur species in the formation of elemental tellurium nanorods in mammalian culture cells2023

    • Author(s)
      Yu-ki Tanaka, Hiroki Yanagi, Yasunori Fukumoto, Yasumitsu Ogra
    • Organizer
      The 10th International Congress of Asian Society of Toxicology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] テルルのメチル化代謝に関わるメチル基転移酵素の同定と機能の解明2023

    • Author(s)
      鷹田歩佳、田中佑樹、山岸由和、福本泰典、鈴木紀行、小椋康光
    • Organizer
      フォーラム2023 衛生薬学、環境トキシコロジー
  • [Presentation] Se-メチルセレノシステインを基質とする腸内細菌の同定と宿主におけるセレン代謝への影響2023

    • Author(s)
      髙橋 一聡、飯嶋 紗耶乃、堀合 咲慧、小椋 康光
    • Organizer
      第34回日本微量元素学会
  • [Presentation] セレノネインとそのN,N-ジメチル化体の生体内におけるSe-メチル化代謝の比較2023

    • Author(s)
      鈴木紀行、福本泰典、小椋康光
    • Organizer
      メタルバイオサイエンス研究会2023
  • [Presentation] 植物中新規テルル酸代謝物の同定及び毒性評価2023

    • Author(s)
      高田翔平、山岸由和、永澤明佳、 小椋康光
    • Organizer
      メタルバイオサイエンス研究会2023
  • [Presentation] フィールドフローフラクショネーションICP質量分析計によるナノマテリアル計測と毒性学及び医薬品レギュラトリーサイエンスに向けた応用2023

    • Author(s)
      田中佑樹、長谷川紗名、小椋康光
    • Organizer
      メタルバイオサイエンス研究会2023
  • [Remarks] 千葉大学大学院薬学研究院予防薬学研究室website

    • URL

      https://www.p.chiba-u.jp/lab/yobou/index.html

URL: 

Published: 2024-12-25  

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