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マイクロプラスチックとナノ粒子の相互作用による生体毒性機序解明と予防法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19F19401
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分63040:環境影響評価関連
研究機関三重大学

研究代表者

西村 訓弘  三重大学, 地域イノベーション学研究科, 教授 (30402689)

研究分担者 BHAGAT JACKY  三重大学, 地域イノベーション学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2019-11-08 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
キーワードナノプラスチック / ゼブラフィッシュ / 発生毒性 / 酸化ストレス / アゾール / ナノ粒子 / 環境
研究開始時の研究の概要

マイクロプラスチックは近年、海洋環境汚染の最重要課題の1つであり、それ自体の毒性に加え、さまざまな有害物質(化学物質やナノ粒子)の吸着による生体への悪影響が懸念されている。本研究はゼブラフィッシュをモデル動物として、この相互作用による生体毒性(DNA損傷・酸化ストレスなど)を明らかにする。さらにこれらを予防できる成分の探索を行い、将来的には海洋生物のみならず、生物学的蓄積が問題となる人間を含む陸上動物への適用も目指す。

研究実績の概要

まずはプラスチック・ナノプラスチックの生体への影響に関する文献調査を行い、世界的な研究情勢の把握をしていただいた。あまり研究が進んでいない、より微細な直径1μm以下のプラスチック粒子「ナノプラスチック」に焦点を当てて文献調査を行い、その結果をまとめてレビューとして論文発表した(Bhagat et al., Sci Total Environ. 2020;728:138707.)。次にこれらプラスチック粒子とナノ粒子との相互作用について(Bhagat et al., J Hazard Mater. 2021;405:123913.)、特に医薬品としてもよく用いられているアゾール系化合物との相互作用(Bhagat et al., Chemosphere. 2020; 262:128335.)を文献調査し、その成果をレビューとして論文発表した。また新たなナノプラスチック評価系として、線虫の可能性についても文献調査を行い、その成果をレビューとして発表した(Bhagat et al., Trends Analyt Chem, 2021;138:116235)。
実際の実験研究としては、まず前述のアゾール系化合物のうち、医薬品として使用が世界的にも多いケトコナゾールとフルコナゾールの2つと、ナノプラスチックの相乗的な毒性発現メカニズムについて、ゼブラフィッシュを用いて試験した。その結果、これらの化学物質をナノプラスチックと同時に摂取する場合、化学物質単体で摂取する場合より活性酸素量の増加と脂質過酸化反応が亢進し、アポトーシスを中心とした関連遺伝子発現が増加毒性が増加することが明らかとなった(Bhagat et al., Sci Total Environ. 2021;800:149463.)。またその際、薬物トランスポーターもナノプラスチックの毒性発現に大きく関与していることに気付き、ナノプラスチックによる金属ナノ粒子の毒性増強メカニズムを明らかにした(Bhagat et al., Sci Total Environ. 2022;835:155436)。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Combined exposure to nanoplastics and metal oxide nanoparticles inhibits efflux pumps and causes oxidative stress in zebrafish embryos2022

    • 著者名/発表者名
      Bhagat Jacky、Zang Liqing、Kaneco Satoshi、Nishimura Norihiro、Shimada Yasuhito
    • 雑誌名

      Science of The Total Environment

      巻: 835 ページ: 155436-155436

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2022.155436

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Application of omics approaches for assessing microplastic and nanoplastic toxicity in fish and seafood species.2022

    • 著者名/発表者名
      Bhagat J, Zang L, Nishimura N, Shimada Y
    • 雑誌名

      TrAC Trends in Analytical Chemistry

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of nanoplastic on toxicity of azole fungicides (ketoconazole and fluconazole) in zebrafish embryos2021

    • 著者名/発表者名
      Bhagat Jacky、Zang Liqing、Nakayama Hiroko、Nishimura Norihiro、Shimada Yasuhito
    • 雑誌名

      Science of The Total Environment

      巻: 800 ページ: 149463-149463

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2021.149463

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Worming into a robust model to unravel the micro/nanoplastic toxicity in soil: A review on Caenorhabditis elegans2021

    • 著者名/発表者名
      Bhagat Jacky、Nishimura Norihiro、Shimada Yasuhito
    • 雑誌名

      TrAC Trends in Analytical Chemistry

      巻: 138 ページ: 116235-116235

    • DOI

      10.1016/j.trac.2021.116235

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 10-Gingerol Suppresses Osteoclastogenesis in RAW264.7 Cells and Zebrafish Osteoporotic Scales2021

    • 著者名/発表者名
      Zang Liqing、Kagotani Kazuhiro、Nakayama Hiroko、Bhagat Jacky、Fujimoto Yuki、Hayashi Akihito、Sono Ryoji、Katsuzaki Hirotaka、Nishimura Norihiro、Shimada Yasuhito
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 9

    • DOI

      10.3389/fcell.2021.588093

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Toxicological interactions of microplastics/nanoplastics and environmental contaminants: Current knowledge and future perspectives2021

    • 著者名/発表者名
      Bhagat Jacky、Nishimura Norihiro、Shimada Yasuhito
    • 雑誌名

      Journal of Hazardous Materials

      巻: 405 ページ: 123913-123913

    • DOI

      10.1016/j.jhazmat.2020.123913

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A comprehensive review on environmental toxicity of azole compounds to fish2021

    • 著者名/発表者名
      Bhagat Jacky、Singh Nisha、Nishimura Norihiro、Shimada Yasuhito
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 262 ページ: 128335-128335

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2020.128335

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Zebrafish: An emerging model to study microplastic and nanoplastic toxicity2020

    • 著者名/発表者名
      Jacky Bhagat, Liqing Zang, Norihiro Nishimura, Yasuhito Shimada
    • 雑誌名

      Science of The Total Environment

      巻: 728 ページ: 138707-138707

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2020.138707

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ゼブラフィッシュ再生鱗における10-gingerolの破骨細胞分化阻害作用2020

    • 著者名/発表者名
      島田 康人、臧 黎清、籠谷 和弘、中山 寛子、Bhagat Jacky、藤本 祐希、林 彰人、園 良治、勝崎 裕隆、西村 訓弘
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 三重大学ゼブラフィッシュスクリーニングセンター

    • URL

      http://cancer-zebrafish.mie-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] [Published] ナノプラスチック研究モデルとしてのゼブラフィッシュ

    • URL

      http://yshimada.jp/blog-entry-228.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-11-29   更新日: 2024-03-26  

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