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ヒトDNAマイクロアレイを用いたナノ粒子の細胞毒性評価

Research Project

Project/Area Number 19656129
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Civil and environmental engineering
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

岡部 聡  Hokkaido University, 大学院・工学研究科, 教授 (10253816)

Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
KeywordsヒトDNAマイクロアレイ / 銀ナノ粒子 / 毒性評価 / バイオアッセイ / 発癌性 / 遺伝子発現解析
Research Abstract

現在生産されているナノ粒子の毒性に関する情報は限られており、人体への影響は解明されてはいない。本研究では、この技術を銀ナノ粒子存在下ヒト由来細胞に応用し、銀ナノ粒子の毒性の有無およびその毒性作用について考察を行った。ニュートラルレッド法と形態観察の結果より、遺伝子発現解析を実施する暴露濃度を低濃度でありながら形態変化が明らかであった40μg/Lと、より高濃度の1000μg/Lに決定した。対照系で紡錘形であった細胞が、銀ナノ粒子暴露群では仮足が伸びたような形態へと変化し、細胞内に多数の空隙が認められた。データベースを基に有意変動遺伝子の機能分類を行った結果、銀、ポリスチレン両ナノ粒子暴露においてM-phaseに分類され、細胞分裂を促進する作用を持つ遺伝子群の上昇変動が顕著であった。また、DNA-repairに分類される遺伝子群の上昇変動も顕著であった。これは、DNAの修復と対応していると考えられ、遺伝子傷害の可能性が示唆された。また、銀ナノ粒子暴露に特異的な遺伝子発現パターンとして、活性酸素種の解毒に重要な役割を担う遺伝子をはじめとする酸化ストレス応答遺伝子の下降変動が挙げられた。小核試験の結果、銀ナノ粒子暴露系にのみ多くの小核が確認され(50.2%)、銀ナノ粒子暴露による遺伝子障害の可能性を強く支持していると考えられる。また、アスコルビン酸を蓄積させた細胞で同様の実験を行った結果、小核形成率が低下したことから(50.2%→26.3%)、銀ナノ粒子暴露による遺伝子障害性に、活性酸素種の関与が示唆された。以上の結果をまとめると、銀、ポリスチレンナノ粒子において発癌作用に関連すると推測される細胞増殖刺激、遺伝子障害を示唆する遺伝子発現パターンが確認された。さらに、これらの結果は、小核試験によって支持され、また、遺伝子傷害性がアスコルビン酸によって抑制されることから、銀ナノ粒子暴露による遺伝子障害性に対する活性酸素種の関与が示唆された。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2009 2007

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Comparison of gene expression profiles in HepG2 cells exposed to arsenic, cadmium, nickel and three model carcinogens for investigating the mechanisms of metal carcinogenesis2009

    • Author(s)
      Koji Kawata, K., Shimazaki, R., and Okabe, S.
    • Journal Title

      Environmental and Molecular Mutagenesis Vol.50

      Pages: 46-59

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ヒトDNAマイクロアレイを用いた銀ナノ粒子の発癌リスク評価2009

    • Author(s)
      大澤将人、川田耕司、岡部聡
    • Organizer
      第43回日本水環境学会年会
    • Place of Presentation
      山口大学吉田キャンパス山口市吉田
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] DNAマイクロアレイを用いた銀ナノ粒子毒性評価の試み(ヒト培養細胞による遺伝子発現解析を中心に)2007

    • Author(s)
      大澤 将人, ら
    • Organizer
      第13回日本環境毒性学会・バイオアッセイ研究会合同研究発表会
    • Place of Presentation
      東京 東京海洋大学
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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