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肺微小循環と肺胞マクロファージの挙動変化を指標にした加熱式たばこの健康影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H04041
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分59040:栄養学および健康科学関連
研究機関国立保健医療科学院

研究代表者

牛山 明  国立保健医療科学院, その他部局等, 部長 (60291118)

研究分担者 小笠原 裕樹  明治薬科大学, 薬学部, 教授 (20231219)
中舘 和彦  明治薬科大学, 薬学部, 教授 (80372895)
稲葉 洋平  国立保健医療科学院, その他部局等, 上席主任研究官 (80446583)
服部 研之  明治薬科大学, 薬学部, 教授 (90306663)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワード加熱式たばこ / 生体影響 / 動物実験 / 肺胞マクロファージ / 微小循環 / バイオイメージング / 健康影響 / マクロファージ / 酸化ストレス / 肺
研究開始時の研究の概要

加熱式たばこの健康影響について科学的エビデンスが求められている。加熱式たばこの主流煙の分析では多くの有害化学成分が低減しているが、加熱式たばこが従来の燃焼式たばこより健康リスクが低いことを示したエビデンスは存在しない。
本研究では、吸引した煙(エアロゾル)に直接晒される臓器である肺に着目し動物実験を行い、加熱式たばこによる生体影響をあきらかにすることを目的とする。実験では急性炎症反応を、肺胞・肺血流の変化、血管内皮障害、及び肺胞マクロファージの挙動に注目して明らかにすると共に尿等に含まれる喫煙関連物質・酸化ストレスマーカーを化学分析し加熱式たばこの生体への負荷を明らかにする。

研究成果の概要

本研究では、加熱式たばこの特性に基づく高精度のばく露装置を開発し、生体影響評価に活用できることを示した。マウスにIQOS主流煙をばく露したところ、肺胞マクロファージ内の還元型GSH濃度の減少を伴う酸化ストレス応答が発生していること、および肺胞マクロファージの泡沫化が起きることが示された。また短期的なばく露であってもサイトカインレベルや肺胞の形態学的な変化が起こることを示した。主流煙のばく露時に、肺微小血管の血流動態をイメージングする技術を通じて、喫煙時の即時的影響の評価することができる新たな手法の有用性を提示した。
本研究では加熱式たばこの健康ハザードの同定のためのエビデンスを提供できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

加熱式たばこについて、人の疫学的な調査で健康影響を明らかになるまでに、更に時間が必要である。しかし、健康影響があるとすればエビデンスを蓄積していく必要がある。
本研究では、加熱式たばこの特性に基づく高精度のばく露装置を開発し、新たな健康脅威となるかもしれない加熱式たばこの動物実験の実施可能性において新たな領域を開拓した。マウスを用いて実際にばく露実験を行い、生体影響の一部を明らかにしたことは、今度の加熱式たばこの健康ハザード評価において重要な知見となるエビデンスを提供できた。
公衆衛生学、衛生学の観点から、非常に意義のある研究結果を示すことができた。

報告書

(5件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Exposure to aerosol extract from heated tobacco products causes a drastic decrease of glutathione and protein carbonylation in human lung epithelial cells2022

    • 著者名/発表者名
      Nishimoto-Kusunose S.、Sawa M.、Inaba Y.、Ushiyama A.、Ishii K.、Hattori K.、Ogasawara Y.
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 589 ページ: 92-99

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.12.004

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increased oxidative stress and effects on inflammatory cytokine secretion by heated tobacco products aerosol exposure to mice2022

    • 著者名/発表者名
      Sawa Marie、Ushiyama Akira、Inaba Yohei、Hattori Kenji
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 610 ページ: 43-48

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.04.042

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Newly Developed Aerosol Exposure Apparatus for Heated Tobacco Products for In Vivo Experiments Can Deliver Both Particles and Gas Phase With High Recovery and Depicts the Time-Dependent Variation in Nicotine Metabolites in Mouse Urine2021

    • 著者名/発表者名
      Sawa Marie、Ushiyama Akira、Inaba Yohei、Uchiyama Shigehisa、Hattori Kenji、Ogasawara Yuki、Ishii Kazuyuki
    • 雑誌名

      Nicotine & Tobacco Research

      巻: 23 号: 12 ページ: 2145-2152

    • DOI

      10.1093/ntr/ntab123

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 加熱式たばこエアロゾルを短期間ばく露した際のマウス肺の組織学的評価.2022

    • 著者名/発表者名
      澤麻理恵,牛山明,稲葉洋平,中舘和彦,服部研之.
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] IQOSエアロゾルばく露は肺組織及び肺胞マクロファージに酸化ストレスを発生させる2022

    • 著者名/発表者名
      澤麻理恵,石川智,牛山明,服部研之.
    • 学会等名
      第92回日本衛生学会学術総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高濃度酸素連続吸入による酸化ストレスが肺胞上皮細胞に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      澤 麻理恵,牛山 明,服部 研之.中舘 和彦,石井 一行
    • 学会等名
      第90回日本衛生学会学術総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 加熱式たばこIQOS互換性の違いによる有害化学物質発生量の比較2019

    • 著者名/発表者名
      稲葉洋平,内山茂久,戸次加奈江,牛山明.
    • 学会等名
      第56回全国衛生化学技術協議会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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