2021 Fiscal Year Research-status Report
ナノ医薬品で培ったナノの視点が拓く環境問題ナノプラスチックの生態影響理解への挑戦
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21K19840
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山本 雅哉 東北大学, 工学研究科, 教授 (10332735)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田邉 匡生 芝浦工業大学, デザイン工学部, 教授 (10333840)
木村 剛 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (10393216)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Keywords | ナノプラスチック / ナノ医薬品 / 腸管免疫チップ / 環境問題 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ナノ医薬品のナノサイズ特有の体内動態やその解析技術に基づくナノの視点を、環境問題ナノプラスチック研究に展開する探索的チャレンジに挑戦する。すなわち、ナノ医薬品による癌治療研究で積み重ねられてきた知見を、全く異なる研究分野である環境問題ナノプラスチック研究へと展開する斬新な発想に基づき、環境科学における新しい方向性の探索に挑戦する。この実現のため、潜在的共通点であるナノの視点を探索する。
ナノプラスチックは、マイクロプラスチックと比べて極めて小さく、その濃縮や体内での観察が困難という問題点から、未開拓な研究対象である。さらに、ナノプラスチックが血管と脳との間にあるバリアを超えて魚の脳に蓄積することが報告され、マイクロプラスチックにはない、ナノサイズ特有の新たな問題が認識されつつある。本研究では、ナノ医薬品に対する最新の研究アプローチをナノプラスチックの解析へ展開するナノの視点の探索を行うため、研究項目①光分解反応制御によるナノプラスチックの定量的調製ならびに研究項目②体外腸管免疫チップを用いた組織内動態解析について検討する。これらを通じて、ナノ医薬品と環境科学という、これまでに接点のなかった学問分野を、ナノの視点という潜在的共通点で結びつける。2021年度は、研究項目①に対して、PETナノ・マイクロプラスチックの作製を行った。PEに対するレーザーアブレーションについても検討を行った。一方、研究項目②に対して、腸上皮細胞であるCaco-2細胞をコラーゲンゲル内で培養することによりCaco-2を管腔状に立体培養する方法について検討した。また、炎症性サイトカインであるIL-1βを検出するために遺伝子改変した細胞を作製した。
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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
レーザーアブレーションによりPEナノ・マイクロプラスチックが作製できるという予備的なデータを得ている。また、腸管免疫チップを作製するために必要となる培養技術や細胞を準備できている。さらに、PETマイクロプラスチックを用いてCaco-2細胞に対する影響や免疫応答についても予備的なデータを得つつある。以上より、研究計画の通り、当初の目的を達成する準備が整っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度に得られた研究成果を活用して腸管免疫チップを作製し、ナノ・マイクロプラスチックと接触した細胞の変化を評価する。また、作製したナノ・マイクロプラスチックの物性について検討を行い、物性と細胞の変化とを関係づける。
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