2014 Fiscal Year Research-status Report
カーボンナノチューブの有効利用のためのアレルギー増悪評価系の開発
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25871005
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
堀江 祐範 独立行政法人産業技術総合研究所, 健康工学研究部門, 主任研究員 (30514591)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ナノオブジェクト / カーボンナノチューブ / アレルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、昨年度に確立したマウス気管内投与によるCNTのアレルギー増悪効果評価系により、カーボンナノチューブによるアレルギー増悪効果の検討を行った。４種類のCNT（①合成に鉄触媒を使用したもの（Fe-Cと省略）、②その精製品（Fe-P）、③合成にニッケルを使用したもの（Ni-C）、④その精製品（Ni-P））について、BSAを分散剤とし、均一な分散液を調製した。これらのCNT分散液を咽頭吸引によってC57/BL6Nマウスの肺内に投与した。次に、アレルゲンとして卵白アルブミン（OVA）をネブライザーによって気中噴霧し吸引曝露した。OVAの吸引は、途中１週間のインターバルを挟み、１日おきに４回ずつ、計８回行った。この後、解剖を行い血液および肺組織からmRNAを採取した。血中のOVA特異的IgEの濃度を測定した結果、Fe-Pで有意な上昇が認められた。血中の総IgE濃度についても、Fe-CおよびFe-Pにおいて有意な上昇がみられ、特にFe-Pで上昇した。肺組織中の遺伝子発現をみたところ、酸化ストレス応答タンパク質HO-1および炎症性サイトカインTNF-α、Cxcl2の発現が上昇した。さらに、TH2マーカーであるArg2遺伝子の発現がFe-Pにおいて著しく上昇した。肺組織の観察では、CNT投与群において２１日後でも肺が黒く着色しており、CNTの残存が示唆された。触媒金属が残存しているCNTよりも精製品でOVA特異的IgE濃度が高かったことは予想外であったが、IgE上昇には触媒金属が関係なく、精製によって単位重量当たりのCNTが増加したためと考察する。これらの結果、CNTは種類によってアレルギー増悪効果が認められること、触媒金属の関与は小さいであろうことが示唆された。
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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
本年度は、昨年度に確立したマウス気管内投与による粒子のアレルギー増悪効果評価系により、実際にCNTを投与した実験を実施し、データを得た。この結果、CNTにアレルギー増悪効果があること、触媒金属は関与しないだろうとの知見が得られた。さらに、昨年度に実施した、金属酸化物ナノ粒子のデータと比較検討することで、CNTによるアレルギー増悪効果の強さ、メカニズムを考察することができた。
以上の結果から、本年度は動物においてCNTによるアレルギー増悪効果を確認したこと、金属が関与しないこと、酸化ストレスマーカーなど、いくつかのマーカー候補の上昇が確認されたことから、次年度に予定する細胞試験へつながるデータを取得できた。
以上の状況から、おおむね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に動物で取得したCNTのアレルギー増悪効果の知見に基づき、細胞レベルでの反応を検討する。細胞は、マウス腹腔マクロファージおよびマクロファージに分化させたヒト単球由来THP-1を用いる。これらの細胞について、動物実験で影響が認められたCNTを投与し、動物でみられた酸化ストレス、サイトカインおよび分化マーカー発現への影響を検討する。特にアルギナーゼ遺伝子発現への影響を検討し、細胞レベルでのアレルギー増悪機序を明らかにし、マーカーとなり得る遺伝子を選択する。
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