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極低濃度オゾン曝露における不飽和脂質とヒトリポ蛋白の酸化及び抑制に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H01879
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 放射線・化学物質影響科学
研究機関東北大学

研究代表者

叶 深  東北大学, 理学研究科, 教授 (40250419)

研究分担者 惠 淑萍  北海道大学, 保健科学研究院, 教授 (90337030)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2019年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2018年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2017年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
キーワード極低濃度オゾン / 肺サーファクタント / 不飽和脂質 / 酸化 / 反応機構 / 酸化抑制 / LC-MS / ヘテロダイン検出和周波発生分光法 / 不飽和脂質分子 / 酸化反応機構 / 細胞膜 / 構造評価 / 活性酸素 / ヒトリポ蛋白 / 表面分光 / 抑制
研究成果の概要

本研究により,清浄大気環境における極低濃度のオゾンは肺サーファクタントに含まれる不飽和脂質分子を酸化する危険性が示され,その生成物となる脂質酸化物について,表面圧―面積等温線,高速液体クロマトグラフィー質量分析(LC-MS)とヘテロダイン検出和周波発生分光法(HD-SFG)などを用いて分子レベルで同定した.極低濃度のオゾンの曝露により,不飽和脂質分子はC=C結合が素早く酸化開裂され,アルデヒドやカルボン酸終端の脂質誘導体の生成を見出した.この酸化反応の反応機構と速度論を決定した.水相にビタミンC等の添加によりオゾンによる不飽和脂質分子の酸化がある程度抑制できることも確認された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでに環境汚染物としてppmオーダーの高濃度オゾンによる健康被害が広く研究されてきたが,環境における極低濃度のオゾンの影響に関する検討は非常に限られている.本研究を通じて極低濃度のオゾンでも,肺胞の機能性に欠かせない肺サーファクタントの成分である不飽和脂質分子が酸化されるリスクが示された.極低濃度のオゾンによる健康被害およびその抑制についても注目する必要がある.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 8件、 査読あり 11件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 13件、 招待講演 13件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Untargeted lipidomic analysis of plasma from high fat diet-induced obese rats using HPLC- linear trap quadrupole -Orbitrap MS.2020

    • 著者名/発表者名
      Gowda SGB, Gao ZJ, Chen Z, Abe T, Hori S, Fukiya S, Ishizuka S, Yokota A, Chiba H, Hui SP
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of sulfate adlayer on formic acid oxidation on Pd (111) electrode2019

    • 著者名/発表者名
      Jing Lei, Zhen Wei, Mian-le Xu, Jie Wei, Yan-xia Chen, Shen Ye
    • 雑誌名

      Chinese Journal of Chemical Physics

      巻: 32 号: 6 ページ: 649-656

    • DOI

      10.1063/1674-0068/cjcp1904079

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] In Situ Surface-enhanced Raman Spectroscopy (SERS) in Li-O2 Battery Research2019

    • 著者名/発表者名
      Xiang-Bin Han, Koki Kannari, Shen Ye
    • 雑誌名

      Current Opinion in Electrochemistry

      巻: 17 ページ: 174-183

    • DOI

      10.1016/j.coelec.2019.07.004

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Frequency-Dependent Fresnel Factor on the Vibrational Sum Frequency Generation Spectra for Liquid/Solid Interfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Wang Lin、Nihonyanagi Satoshi、Inoue Ken-ichi、Nishikawa Kei、Morita Akihiro、Ye Shen、Tahara Tahei
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 123 号: 25 ページ: 15665-15673

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.9b04043

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Separating and Profiling Phosphatidylcholines and Triglycerides from Single Cellular Lipid Droplet by In-Tip Solvent Microextraction Mass Spectrometry2019

    • 著者名/発表者名
      Zhao Yaoyao、Chen Zhen、Wu Yue、Tsukui Takayuki、Ma Xiaoxiao、Zhang Xinrong、Chiba Hitoshi、Hui Shu-Ping
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 91 号: 7 ページ: 4466-4471

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.8b05122

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reaction mechanisms of the oxygen reduction and evolution reactions in aprotic solvents for Li?O2 batteries2019

    • 著者名/発表者名
      Liu Can、Sato Kazuki、Han Xiang-Bin、Ye Shen
    • 雑誌名

      Current Opinion in Electrochemistry

      巻: 14 ページ: 151-156

    • DOI

      10.1016/j.coelec.2019.02.003

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Origin of the Overpotential for the Oxygen Evolution Reaction on a Well-Defined Graphene Electrode Probed by in Situ Sum Frequency Generation Vibrational Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Q. Peng、J. Chen、H. Ji、A. Morita、S. Ye
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 140 号: 46 ページ: 15568-15571

    • DOI

      10.1021/jacs.8b08285

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Surface-Restructuring Differences between Polyrotaxanes and Random Copolymers in Aqueous Environment2018

    • 著者名/発表者名
      Ge Aimin、Qiao Lin、Seo Ji-Hun、Yui Nobuhiko、Ye Shen
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 34 号: 41 ページ: 12463-12470

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b02676

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Microscopic Investigation of Ethylene Carbonate Interface: A Molecular Dynamics and Vibrational Spectroscopic Study2018

    • 著者名/発表者名
      L. Wang, L. Xin, T. Ishiyama, Q. Peng, S. Ye, A. Morita
    • 雑誌名

      Acta Phys. Chim. Sin.

      巻: 34 号: 10 ページ: 1124-1135

    • DOI

      10.3866/pku.whxb201801291

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Adsorption of organic carbonate solvents on a carbon surface probed by sum frequency generation (SFG) vibrational spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Peng Qiling、Liu Huijin、Ye Shen
    • 雑誌名

      J. Electroanal. Chem.

      巻: 800 ページ: 134-143

    • DOI

      10.1016/j.jelechem.2016.09.006

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electrochemistry of Oxygen at Ir Single Crystalline Electrodes in Acid2017

    • 著者名/発表者名
      Wei Jie、Zheng Yong-Li、Li Zi-Yue、Xu Mian-Le、Chen Yan-Xia、Ye Shen
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta

      巻: 246 ページ: 329-337

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2017.05.103

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Theoretical and Experimental Examination on SFG Polarization Analysis at Acetonitrile-Water Solution Surfaces2017

    • 著者名/発表者名
      Kengo Saito, Qiling Peng, Lin Qiao, Lin Wang, Tatsuya Joutsuka, Tatsuya Ishiyama, Shen Ye, and Akihiro Morita
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 19 号: 13 ページ: 8941-8961

    • DOI

      10.1039/c6cp08856b

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] In situ vibrational SFG observation on the graphene/electrolyte interface2019

    • 著者名/発表者名
      Shen Ye
    • 学会等名
      Frontier of Surface Analysis by Advanced Vibrational Spectroscopy
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 地表大気中オゾン環境下での不飽和脂質単分子膜の酸化と安定性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      髙田 俊智 喬 琳 陳 震 井上 賢一 惠 淑萍 叶 深
    • 学会等名
      第59回分子科学若手の会夏の学校
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Effective visualization of the excitation spectra of Chlamydomonas reinhardtii in vivo by the developed microscope2019

    • 著者名/発表者名
      張先駿、Sankar Jana、叶深、柴田穣
    • 学会等名
      第59回分子科学若手の会夏の学校
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of mediators for cathode reaction of Li-O2 battery2019

    • 著者名/発表者名
      Shen YE
    • 学会等名
      電気化学エネルギー貯蔵に関するワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effective visualization of the excitation spectra of Chlamydomonas reinhardtii in vivo by the developed microscope2019

    • 著者名/発表者名
      張先駿、Sankar Jana、叶深、柴田穣
    • 学会等名
      Tohoku University's Chemistry Summer School 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヘテロダイン検出振動和周波発生分光法を用いた極低濃度オゾン条件下における不飽和脂質単分子膜の酸化ダイナミクスの研究2019

    • 著者名/発表者名
      井上 賢一,叶 深
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会2019名古屋
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 極低濃度オゾン環境下における不飽和脂質分子単分子膜の酸化機構の考察2019

    • 著者名/発表者名
      髙田 俊智,喬 琳,井上 賢一,陳 震,惠 淑萍,叶 深
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会2019名古屋
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 材料表面の構造評価と制御による機能性発現2019

    • 著者名/発表者名
      叶 深
    • 学会等名
      化学系学協会東北大会/物理化学コロキウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Photoemission-assisted plasma enhanced CVD Synthesis of nitrogen-doped graphite for Pt alternative catalyst2019

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Ogawa,Susumu Hashimoto, Yoshiya Haga, Xian-Bin Han, Shen Ye, Yuji Takakuwa Yuji Takakuwa
    • 学会等名
      TACT 2019 International Thin Films Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structure and Stability of Unsaturated Lipid Monolayers on the Water Surface Exposed to Ambient Environment.2019

    • 著者名/発表者名
      Shen Ye
    • 学会等名
      沖縄コロイド2019 プレワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of the Movement of Photosynthetic Antenna Complexes in Algal Cells by Excitation Spectral Measurements on Microscope2019

    • 著者名/発表者名
      Xianjun Zhang , Sankar Jana , Shen Ye , Yutaka Shibata
    • 学会等名
      International Conference on Artificial Photosynthesis-2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単一分子分光によるクロロフィル -fを含む光化学系 I の蛍光不均一性2019

    • 著者名/発表者名
      小林誉宗,谷口凛,○柴田穣,篠田稔行,鞆達也,叶深
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] The Oxidation of Lipid Monolayers of Lung Surfactant in Low-level Ozone2019

    • 著者名/発表者名
      Lin Qiao, Chiba Hitoshi, Shen Ye, Shu-Ping Hui
    • 学会等名
      第61回 日本脂質生化学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 質量分析を用いる肺サーファクタントリン脂質膜に対する環境濃度オゾンの影響に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      喬 琳, 陳 震, 高田 俊智, 千葉 仁志 , 叶 深, 惠 淑萍
    • 学会等名
      第44回日本医用マススペクトル学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] オゾンによる肺サーファクタントリン脂質膜の構造と安定性への影響2019

    • 著者名/発表者名
      喬 琳, 陳 震, 高田 俊智, 千葉 仁志, 叶 深, 惠 淑萍
    • 学会等名
      第29回日本臨床化学会北海道支部例会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] In Situ Study for Oxygen Reduction and Evolution Reactions (ORR/OER) in DMSO-Based Electrolyte Solutions2018

    • 著者名/発表者名
      叶 深
    • 学会等名
      69th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 非線形振動分光法により固液界面における分子構造の解析2018

    • 著者名/発表者名
      叶 深
    • 学会等名
      日本分析化学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electrode/Electrolyte Interface Studied by in situ SFG Spectros-copy2018

    • 著者名/発表者名
      叶 深
    • 学会等名
      8th SFG symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 電極溶液界面構造の微視的構造評価に基づく反応機構解明と機能性創出2018

    • 著者名/発表者名
      叶 深
    • 学会等名
      第49回セミコンファレンス、第31回東北若手の会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In Situ Study for Oxygen Reduction and Evolution Reactions in Nonaqueous Solutions2017

    • 著者名/発表者名
      Shen Ye
    • 学会等名
      2017 International Workshop on Electrified Interfaces for Energy Conversions(EIC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 非線形振動分光計測による固体表面の構造評価と機能性発現との相関研究2017

    • 著者名/発表者名
      叶 深
    • 学会等名
      テクスチャリング表面のトライボロジー研究会・第23回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In Situ Study for Oxygen Reduction and Evolution Reactions (ORR/OER) in Nonaqueous Solutions2017

    • 著者名/発表者名
      Shen Ye
    • 学会等名
      The Sixteenth International Symposium on Electroanalytical Chemistry (16th ISEAC)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] In Situ Spectroscopic Study for Oxygen Reduction and Evolution Reactions on Electrode Surfaces in Nonaqueous Solutions2017

    • 著者名/発表者名
      Shen Ye
    • 学会等名
      The Asian Spectroscopy Conference (ASC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 非水電解質溶液中における酸素の電気化学的還元と発生反応に関する基礎研究2017

    • 著者名/発表者名
      叶 深
    • 学会等名
      第9回岩澤コンファレンス「サステイナブル社会のための最先端触媒化学・表面科学
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structure and Stability of the Lipid Monolayer on the Water Surface2017

    • 著者名/発表者名
      Shen Ye
    • 学会等名
      IIRC5会議“Forefront of Molecular Dynamics at Surfaces and Interfaces: from a single molecule to catalytic reaction”
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Analyses of lipid hydroperoxides in HDL and LDL of human using Orbitrap mass spectrometer.2017

    • 著者名/発表者名
      Shu-Ping Hui
    • 学会等名
      65th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒト血中酸化トリグリセリドに関する研究.2017

    • 著者名/発表者名
      惠 淑萍
    • 学会等名
      中性脂肪学会 第1回 学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 非線形振動分光計測による 固体表面の構造評価と機能性発現との相関研究2017

    • 著者名/発表者名
      叶深
    • 学会等名
      テクスチャリング表面のトライボロジー研究会・第23回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 東北大学大学院理学研究科化学専攻 有機物理化学研究室

    • URL

      http://web.tohoku.ac.jp/orgphys/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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