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発達期に大気汚染物質曝露されたラットの自閉症様行動と神経炎症反応の関連性

研究課題

研究課題/領域番号 19K12361
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分63040:環境影響評価関連
研究機関国立研究開発法人国立環境研究所

研究代表者

Tin・Tin Win・Shwe  国立研究開発法人国立環境研究所, 環境リスク・健康領域, 主幹研究員 (00391128)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード神経毒性 / 環境化学物質 / 発達期 / ディーゼル排気ガス二次生成有機エアロゾル / ラット / 二次生成有機エアロゾル / 大気汚染物質 / 自閉症 / 神経免疫バイオマーカー / 社会行動 / 神経免疫バイマーカー
研究開始時の研究の概要

自閉症スペクトラム障害(ASD)は、神経発達障害であり、社会的相互作用や、言語/コミュニケーションに障害が見られ、興味の範囲の狭さおよび反復性の行動を特徴としている。遺伝的要因と環境要因の両方がASDに寄与しているとされるが、自閉症の正確な病因と病態生理は不明である。我々は、出生前と幼少期の大気汚染物質曝露がASDの潜在的な要因であると仮定し、神経炎症は大気汚染物質とASDのような異常を結びつけるメカニズムとして役立つ可能性を考えた。本研究では、ラットモデルを用いて環境汚染物質への発達期曝露における神経免疫応答に重要な役割を果たすマスト細胞、ミクログリアとASD様の行動についても検討する。

研究成果の概要

ディーゼル排気ガス二次生成有機エアロゾル(DE-SOA)を大気汚染物質のモデルとして、自閉症のような社会的支配行動および神経免疫応答について検討した。妊娠12.5日目のSprague-Dawleyラットに、バルプロ酸(VPA)を投与し、社会行動の障害を確認した。胎児期・乳児期にDE-SOA曝露された成体ラットでは、社会行動の障害と関連する遺伝子発現の変化が得られた。さらに、ラットの前頭前野における肥満細胞数、活性化されたミクログリア細胞数などがDE-SOA群で優位に増加した。 私たちの研究結果は、神経免疫クロストークが自閉症様行動において重要な役割を果たす可能性があることを示唆している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

自閉症は神経発達障害であり、正確な病因と病態生理は不明である。発達期の大気汚染物質曝露と自閉症の関連性があることを示している。ヒトの研究では、妊娠中の大気汚染粒子状物質の曝露は、子供におけるASDと関連していることが報告された。本研究では、ディーゼル排気ガス二次生成有機エアロゾルを大気汚染物質のモデルとして発達期に曝露を行い、自閉症様社会行動および神経免疫応答に関するバイオマーカー、肥満細胞やミクログリアの活性化について検討した。その結果、神経免疫クロストークが重要な役割を果たすことが明らかになった。 自閉症の病態生理学的メカニズムを理解することは、環境管理と臨床応用に役立つことである。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Perinatal exposure to diesel exhaust-origin secondary organic aerosol induces autism-like behavior in rats2021

    • 著者名/発表者名
      Tin-Tin Win-Shwe, Chaw Kyi Tha Thu, Yuji Fujitani, Shinji Tsukahara, Seishiro Hirano
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22, 538 号: 2 ページ: 1-16

    • DOI

      10.3390/ijms22020538

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of diesel exhaust derived secondary organic aerosol (DE-SOA) exposure during developmental period on anxiety and depression in mice2019

    • 著者名/発表者名
      Tin-Tin Win-Shwe, Yuji Fujitani, Seishiro Hirano
    • 雑誌名

      Indoor Environment

      巻: 22 (19) ページ: 23-32

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Role of neurotransmitters and neurotrophic factors in anxiety-like behaviors in rats exposed to air pollutants in early life2022

    • 著者名/発表者名
      Tin-Tin Win-Shwe, Chaw Kyi Tha Thu, Yuji Fujitani, Shinji Tsukahara, Seishiro Hirano
    • 学会等名
      The 92nd Annual Meeting of the Japanese Society for Hygiene
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Early life exposure to environmental pollutant induces autism-like behavior by neuroimmune dysregulation in rats2021

    • 著者名/発表者名
      Chaw Kyi Tha Thu, Yuji Fujitani, Shinji Tsukahara, Seishiro Hirano, Yutaka Kawakami, Tin-Tin Win-Shwe
    • 学会等名
      第11回国際医療福祉大学学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Perinatal exposure to diesel exhaust origin secondary organic aerosol causes autism-like behavior in rats2021

    • 著者名/発表者名
      Tin-Tin Win-Shwe, Yuji Fujitani, Seishiro Hirano
    • 学会等名
      56th Congress of the European Societies of Toxicology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In utero and early life exposure to diesel exhaust-derived secondary organic aerosol on neurobehavior, neurological and immunological biomarkers in male rats2021

    • 著者名/発表者名
      Tin-Tin Win-Shwe, Yuji Fujitani, Seishiro Hirano
    • 学会等名
      第45回日本女性栄養・代謝学会学術集会・第10回日本DOHaD学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Social behavior in fragile X mental retardation 1 and neuroligin 3 knockout and perinatally air pollutant-exposed rats2021

    • 著者名/発表者名
      Tin-Tin Win-Shwe, Yuji Fujitani, Seishiro Hirano, Hidehiro Watanabe
    • 学会等名
      The 44th meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Effects of developmental exposure to secondary organic aerosols on immune cells and apoptosis in rat brain2021

    • 著者名/発表者名
      Tin-Tin Win-Shwe, Chaw Kyi Tha Thu, Yuji Fujitani, Shinji Tsukahara, Seishiro Hirano
    • 学会等名
      The 91st Annual Meeting of the Japanese Society for Hygiene
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Developmental period exposure to diesel exhaust origin secondary organic aerosol induces autism-like behavior in rats2021

    • 著者名/発表者名
      Chaw Kyi-Tha-Thu, Tin-Tin Win-Shwe, Yuji Fujitani, Shinji Tsukahara, Seishiro Hirano
    • 学会等名
      49th Myanmar Health Research Congress
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lecture series for Retaining Internationalized Characters:[Global Issues and Global society: Environmental Pollution & Health Effects] Effects of chemical exposure on central nervous system in animal models2021

    • 著者名/発表者名
      Tin-Tin Win-Shwe
    • 学会等名
      The University of Tsukuba
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of developmental exposure to secondary organic aerosols on immune cells and apoptosis in rat brain2020

    • 著者名/発表者名
      1)Tin-Tin Win-Shwe, Chaw Kyi Tha Thu, Yuji Fujitani, Shinji Tsukahara, Seishiro Hirano
    • 学会等名
      he 91st Annual Meeting of the Japanese Society for Hygiene
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Developmental period exposure to diesel exhaust origin secondary organic aerosol induces autism-like behavior in rats2020

    • 著者名/発表者名
      4)Chaw Kyi-Tha-Thu, Tin-Tin Win-Shwe, Yuji Fujitani, Shinji Tsukahara, Seishiro Hirano
    • 学会等名
      49th Myanmar Health Research Congress
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Perinatal diesel exhaust originated secondary organic aerosol exposure produces autism-like behaviors in offspring rats: comparison with valproic acid autistic model2020

    • 著者名/発表者名
      Tin-Tin Win-Shwe, Yuji Fujitani, Seishiro Hirano
    • 学会等名
      The 43rd meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Developmental exposure to diesel exhaust -derived secondary organic aerosol (DE-SOA) on anxiety and depression in mice2019

    • 著者名/発表者名
      Tin-Tin Win-Shwe, Yuji Fujitani, Seishiro Hirano
    • 学会等名
      28th Symposium on Japan Environmental Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Alteration of social behavior and neuroimmune biomarkers in Fragile X mental retardation 1 knockout and valproic acid -induced autism rat models.2019

    • 著者名/発表者名
      Tin-Tin Win-Shwe, Hidehiro Watanabe
    • 学会等名
      15th International Congress of Toxicology
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Alteration of social dominance behavior in rats after developmental exposure to secondary organic aerosol.2019

    • 著者名/発表者名
      Tin-Tin Win-Shwe, Yuji Fujitani, Seishiro Hirano
    • 学会等名
      42nd Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Pocket PM2.5 Sensor [Pro] for personal exposure assessment to particulate matters2019

    • 著者名/発表者名
      Tin-Tin Win-Shwe
    • 学会等名
      90th Japanese Society for Hygiene
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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