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繊維状物質による心血管系へのストレス応答機構の解明とリスク評価法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H03935
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58020:衛生学および公衆衛生学分野関連:実験系を含む
研究機関自治医科大学

研究代表者

市原 佐保子  自治医科大学, 医学部, 教授 (20378326)

研究分担者 三瀬 名丹  自治医科大学, 医学部, 准教授 (00360644)
池上 昭彦  自治医科大学, 医学部, 講師 (60748739)
市原 学  東京理科大学, 薬学部薬学科, 教授 (90252238)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2020年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワードナノ素材 / 炭素繊維 / 血管内皮細胞 / 動脈硬化 / 炎症反応 / 繊維状物質 / インフラマソーム / 酸化ストレス / 心血管系 / 初期影響評価マーカー
研究開始時の研究の概要

ナノテクノロジーは、新材料創出、医療応用、地域温暖化防止に関係する環境技術等に応用可能であり、社会への貢献が期待される一方、新規工業的ナノ素材の健康への影響に社会的関心が高まり、生体影響に関するリスク評価が求められている。本研究では、今後その応用が期待されているカーボンナノチューブを含む繊維状物質に注目し、心血管系に対する影響を実験的に明らかにすると同時に、国内外のカーボンナノチューブ/炭素繊維加工工場の労働現場を調査し、曝露評価および繊維状物質によるヒトの心血管機能への影響を検討し、初期の影響を予測するバイオマーカーの有効性を検証する。

研究成果の概要

本研究では、今後その応用が期待されているカーボンナノチューブを含む繊維状物質に注目し、心血管系に対する影響を実験的に明らかにすると同時に、国内の炭素繊維加工工場の作業環境測定を実施した。その結果、カーボンナノチューブのマウスへの高濃度曝露は、動脈硬化巣形成を誘発し、その作用機序として、インフラマソームによる炎症誘導機構が関与していると示唆された。また、工場調査で、高アスペクト比の潜在的に危険な繊維が炭素繊維加工中に発生することを確認した。作業環境の安全を確保するには、研磨後に発生する炭素繊維破片のリスク評価が必要であると考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ナノテクノロジーは、新材料創出、医療応用、地域温暖化防止に関係する環境技術等に応用可能であり、社会への貢献が期待される。反面、新たな物性を持つため、ナノレベルの材料は従来の測定法では有害性の定量評価が出来ず、ヒトに対する未知の有害性リスクを有する可能性が懸念され、生体影響に関するリスク評価が求められている。本研究により、産業技術の発展や新しいイノベーションの創造に期待されるナノテクノロジーにおいて、重大なリスクを回避して有効利用を可能にするために、並行して、安全性評価の実施が必要であることが明らかになった。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 6件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Mansoura Faculty of Medicine(エジプト)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Institute of Occupational Medicine(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Universite de Paris(フランス)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Institute of Occupational Medicine(英国)

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      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Universite de Paris(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] In Vitro Exposure to Glucose Alters the Expression of Phosphorylated Proteins in Platelets2023

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Mizuho、Takeshita Kyosuke、Kitamura Yuki、Kuribayashi Marie、Huang Zhenlie、Ichihara Gaku、Oikawa Shinji、Ichihara Sahoko
    • 雑誌名

      Biomedicines

      巻: 11 号: 2 ページ: 543-543

    • DOI

      10.3390/biomedicines11020543

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Carbonylated Proteins as Key Regulators in the Progression of Metabolic Syndrome2023

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Yuki、Oikawa Shinji、Chang Jie、Mori Yurie、Ichihara Gaku、Ichihara Sahoko
    • 雑誌名

      Antioxidants

      巻: 12 号: 4 ページ: 844-844

    • DOI

      10.3390/antiox12040844

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transcriptome analysis of human cholangiocytes exposed to carcinogenic 1,2-dichloropropane in the presence of macrophages in vitro2022

    • 著者名/発表者名
      Abigail Ekuban, Shigeyuki Shichino, Cai Zong, Frederick Adams Ekuban, Kazuo Kinoshita, Sahoko Ichihara, Kouji Matsushima, Gaku Ichihara
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1038/s41598-022-15295-3

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Factory site analysis of respirable fibers generated during the process of cutting and grinding of carbon fibers-reinforced plastics2022

    • 著者名/発表者名
      Kumoi Jun、Ikegami Akihiko、Fujitani Yuji、Morikawa Kota、Ichihara Gaku、Yano Takeo、Ichihara Sahoko
    • 雑誌名

      International Archives of Occupational and Environmental Health

      巻: - 号: 7 ページ: 1557-1565

    • DOI

      10.1007/s00420-022-01840-0

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protective role of Nrf2 in zinc oxide nanoparticles-induced lung inflammation in female mice and sexual dimorphism in susceptibility2022

    • 著者名/発表者名
      Sehsah Radwa、Wu Wenting、Ichihara Sahoko、Hashimoto Naozumi、Zong Cai、Yamazaki Kyoka、Sato Harue、Itoh Ken、Yamamoto Masayuki、Elsayed Ahmed Ali、El-Bestar Soheir、Kamel Emily、Ichihara Gaku
    • 雑誌名

      Toxicology Letters

      巻: 370 ページ: 24-34

    • DOI

      10.1016/j.toxlet.2022.09.004

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Genetic ablation of Nrf2 exacerbates neurotoxic effects of acrylamide in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Ekuban Frederick Adams、Zong Cai、Takikawa Madoka、Morikawa Kota、Sakurai Toshihiro、Ichihara Sahoko、Itoh Ken、Yamamoto Masayuki、Ohsako Seiichiroh、Ichihara Gaku
    • 雑誌名

      Toxicology

      巻: 456 ページ: 152785-152785

    • DOI

      10.1016/j.tox.2021.152785

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Role of Macrophages in Cytotoxicity, Reactive Oxygen Species Production and DNA Damage in 1,2-Dichloropropane-Exposed Human Cholangiocytes In Vitro2021

    • 著者名/発表者名
      Ekuban Abigail、Zong Cai、Ekuban Frederick Adams、Kimura Yusuke、Takizawa Ryoya、Morikawa Kota、Kinoshita Kazuo、Ichihara Sahoko、Ohsako Seiichiroh、Ichihara Gaku
    • 雑誌名

      Toxics

      巻: 9 号: 6 ページ: 128-128

    • DOI

      10.3390/toxics9060128

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] 1,2-Dichloropropane induces γ-H2AX expression in human cholangiocytes only in the presence of macrophages2021

    • 著者名/発表者名
      Takizawa Ryoya、Ichihara Sahoko、Zong Cai、Kinoshita Kazuo、Sakurai Toshihiro、Ikegami Akihiko、Mise Nathan、Ichihara Gaku
    • 雑誌名

      Toxicology Letters

      巻: 349 ページ: 134-144

    • DOI

      10.1016/j.toxlet.2021.06.009

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of physiochemical characteristic of nano-sized TiO2 on the adhesion of monocytes to endothelial cells.2020

    • 著者名/発表者名
      6.Suzuki Y, Ichihara G, Kawada S, Miyazawa K, Furutani T, Hayashida A, Watanabe E, Zong C, Tran L, Ikegami A, Ichihara S.
    • 雑誌名

      NanoImpac

      巻: 20 ページ: 100257-100257

    • DOI

      10.1016/j.impact.2020.100257

    • 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] Proteomic analysis of liver proteins of mice exposed to 1,2-dichloropropane.2020

    • 著者名/発表者名
      Zhang X, Morikawa K, Mori Y, Zong C, Zhang L, Garner E, Huang C, Wu W, Chang J, Nagashima D, Sakurai T, Ichihara S, Oikawa S, Ichihara G.
    • 雑誌名

      Arch Toxicol.

      巻: 94 号: 8 ページ: 2691-2705

    • DOI

      10.1007/s00204-020-02785-4

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Functionalized surface-charge SiO2 nanoparticles induce pro-inflammatory responses, but are not lethal to Caco-2 cells.2020

    • 著者名/発表者名
      Tada-Oikawa S, Eguchi M, Yasuda MT, Izuoka K, Ikegami A, Vranic S, Boland S, Tran L, Ichihara G, Ichihara S
    • 雑誌名

      Chem Res Toxicol

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 1226-1236

    • DOI

      10.1021/acs.chemrestox.9b00478

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Proteomic identification of the proteins related to cigarette smoke-induced cardiac hypertrophy in spontaneously hypertensive rats2020

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Yuki、Mise Nathan、Mori Yurie、Suzuki Yuka、Ohashi Tomoki、Tada-Oikawa Saeko、Tokisu Masaki、Zong Cai、Oikawa Shinji、Ichihara Sahoko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41598-020-75429-3

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 非晶質シリカナノ粒子による細胞傷害メカニズムの検討2023

    • 著者名/発表者名
      山崎京香, Sandra VRANIC, 渡邊英里, 宮川佳洋子, 竹内咲恵, 長田百合果, 市原佐保子, Wenting WU, Cai ZONG, 櫻井敏博, 佐藤聡, 原泰志, 寺島裕也, 松島綱治, 鈴木利宙, 安部良, Sonja Boland, Lang Tran, 市原学
    • 学会等名
      第22回分子予防環境医学研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 喫煙によりDNAメチル化が低下するゲノム領域のマウス相同領域におけるメチル化解析2023

    • 著者名/発表者名
      三瀬名丹、中杤 昌弘、松原 達昭、市原 学、横田 充弘、山本 健、市原 佐保子
    • 学会等名
      第22回分子予防環境医学研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Role of oxidative stress and caspase-8 in non-cell autonomous mechanisms of acrylamide-induced neurodegeneration2023

    • 著者名/発表者名
      Cai ZONG, Harue SATO, Benoit SCHNEIDER, Shigeyuki SHICHINO, Satoshi UEHA, Bin WU, Kouji MATSUSHIMA, Toshitugu OKAYAMA, Kazuho IKEO, Makoto URUSHITANI, Sho IWAMA, Alzahraa A. M FERGANY, Sahoko ICHIHARA, Seiichiroh OHSAKO, Gaku ICHIHARA
    • 学会等名
      第22回分子予防環境医学研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Deletion of IL-1beta enhances acrylamide-induced neurotoxicity in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Alzahraa FERGANY, Cai ZONG, Frederick Adams EKUBAN, Aina SUZUKI, Bin WU, Satoshi UEHA, Kouji MATSUSHIMA, Sahoko ICHIHARA, Yoichiro IWAKURA ,Gaku ICHIHARA
    • 学会等名
      第22回分子予防環境医学研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 血中レジスチン濃度の人種横断型エピゲノムワイドメタ解析による2023

    • 著者名/発表者名
      中杤昌弘、市原佐保子、山本 健、大中佳三、松原達昭、横田充弘
    • 学会等名
      第22回分子予防環境医学研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 喫煙によりDNAメチル化が低下するゲノム領域のマウス相同領域におけるメチル化解析2023

    • 著者名/発表者名
      三瀬名丹、中杤 昌弘、松原 達昭、市原 学、横田 充弘、山本 健、市原 佐保子
    • 学会等名
      第93回日本衛生学会学術総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Respirable fibers generated from carbon fiber reinforced plastics2022

    • 著者名/発表者名
      Akihiko IKEGAMI, Jun KUMOI, Yuji FUJITANI, Kota MORIKAWA, Gaku ICHIHARA, Takeo YANO, Sahoko ICHIHARA
    • 学会等名
      The 30th Japan-China-Kirea Conference on Occupational Health
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ナノマテリアルと粒子の肺毒性2022

    • 著者名/発表者名
      市原 学, Radwa SEHSAH, Sandra VRANIC, Walaa ABDELNABY, Alzahraa FERGANY, 宗 才, 渡邊 英里, 佐藤 春恵, 山崎 京香, Sonja BOLAND, Lang TRAN, 市原 佐保子
    • 学会等名
      第49回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular mechanism of arsenic-induced hypertension: Inhibition of the vasoprotective axes of the renin-angiotensin system by arsenite2022

    • 著者名/発表者名
      Md. Shiblur RAHAMAN, Nathan MISE, Cai ZONG, Gaku ICHIHARA, Sahoko ICHIHARA
    • 学会等名
      第49回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Impact of benzo[a]pyrene exposure on central nervous system of mice2022

    • 著者名/発表者名
      Walaa SH. ABD EL NABY, Alzahraa AM. FERGANY, Cai ZONG, Natsuko KUBOTA, Shinya YANAGIDA, Sahoko ICHIHARA, Gaku ICHIHARA
    • 学会等名
      第49回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 酸化金属ナノマテリアルの心血管への影響 -産業衛生学の立場から-2022

    • 著者名/発表者名
      市原佐保子
    • 学会等名
      第12回ナノカーボンバイオシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 血中レジスチン濃度の人種横断型エピゲノムワイドメタ解析による新規DNAメチル化サイトの同定2022

    • 著者名/発表者名
      中杤昌弘、市原佐保子、山本建、大中佳三、松原達昭、横田充弘
    • 学会等名
      第67回日本人類遺伝学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ナノマテリアル曝露による肺への影響とその炎症誘導機構の検討2022

    • 著者名/発表者名
      滝澤亮哉、池上 昭、北村 祐貴、松本 和真、三瀬 名丹、市原 学、市原 佐保子
    • 学会等名
      第22回分子予防環境医学研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Debris from carbon fiber reinforced plastics (CFRP) in an occupational setting2022

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Ikegami, Jun Kumoi, Yuji Fujitami, Gaku Ichihara, Takeo Yano, Sahoko Ichihara
    • 学会等名
      33rd International Congress on Occupational Health (ICPH 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 炭素繊維強化プラスチック製造加工現場の繊維状物質2021

    • 著者名/発表者名
      雲井 純、池上 昭彦、藤谷 雄二、市原 学、矢野 竹男、市原 佐保子
    • 学会等名
      第94回日本産業衛生学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Nrf2 deletion on inflammatory response in lung of female mice exposed to zinc oxide nanoparticles2021

    • 著者名/発表者名
      Sehsah R, Wu W, Ichihara S, Hashimoto N, Hasegawa Y, Zong C, Yamazaki K, Sato H, Itoh K, Yamamoto M, Ali Elsayed A, El-Bestar S, Kamel E, Ichihara G
    • 学会等名
      NanoTox2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pulmonary effects of Fe3O4-PEG-PLGA nanoparticles in human bronchial epithelial cells and in wild type and Nrf2 knockout mice following pharyngeal aspiration2021

    • 著者名/発表者名
      Sato H, Zong C, Devineau S, McCord C, Ichihara S, Brookes O, Ekuban F, Itoh K, Yamamoto M, Boland S, Baeza-Squiban A, Ichihara G
    • 学会等名
      NanoTox2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pulmonary effects of Fe3O4-PEG-PLGA nanoparticles in wild type and Nrf2 knockout mice following pharyngeal aspiration2021

    • 著者名/発表者名
      Sato H, Zong C, Devineau S, McCord C, Ichihara S, Brookes O, Ekuban F, Itoh K, Yamamoto M, Boland S, Baeza-Squiban A, Ichihara G
    • 学会等名
      第48回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 炭素繊維強化プラスチック製造工場現場の微小粒子2021

    • 著者名/発表者名
      池上 昭彦、雲井 純、藤谷 雄二、矢野 竹男、市原 学、市原 佐保子
    • 学会等名
      第48回産業中毒・生物学的モニタリング研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Fe3O4-PEG-PLGA ナノ粒子の経気道曝露が肺にもたらす影響とNrf2 の役割2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤春恵, 宗才, Stephanie Devineau, Claire McCord, 市原佐保子, Oliver Brookes, 伊東健, 山本雅之, Sonja Boland, Armelle Baeza-Squiban, 市原学
    • 学会等名
      フォーラム2021 衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Fe3O4-PEG-PLGA曝露によるヒト気管支上皮細胞と野生型および Nrf2欠損マウスの肺への影響2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤 春恵、宗 才、Stephan ie Devineau, Claire McCord、市原 佐保子、Oliver Brookes、Frederick Adams Ekuban, 伊東 健、山本 雅之、Sonja Boland、Armelle Baeza Squiban、市原 学
    • 学会等名
      第20回分子予防環境医学研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Pulmonary effect of Fe3O4-PEG-PLGA nanoparticles in human bronchial epithalial cells and in wild type and Nrf2 knockout mice following pharyngeal aspiration.2021

    • 著者名/発表者名
      Harue Sato, Cai Zong, Stephan ie Devineau, Claire McCord, Sahoko Ichihara, Oliver Brookes, Ken Itoh, Masayuki Yamamoto, Sonja Boland, Armelle Baeza-Squiban, Gaku Ichihara
    • 学会等名
      Society of Toxicology 60th Annual Meeting (SOT2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 炭素繊維強化プラスチックの製造加工現場で発生する微小粒子の個人曝露評価2020

    • 著者名/発表者名
      雲井純、池上昭彦、藤谷雄二、森川浩太、市原学、濱口隼人、矢野竹男、市原佐保子
    • 学会等名
      第93回日本産業衛生学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Fe3O4-PEG-PLGA経気道曝露による野生型およびNrf2欠損マウスの肺への影響2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤春恵、宗才、市原佐保子、伊東健、山本雅之、Sonja Boland、Armelle Baeza、市原学
    • 学会等名
      第15回ナノ・バイオメディカル学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Pulmonary effect of exposure to Fe3O4-PEG-PLGA nanoparticles via pharyngeal aspiration in wild type and Nrf2 knockout mice.2020

    • 著者名/発表者名
      Harue Sato, Cai Zong, Sahoko Ichihara, Ken Itoh, Masayuki Yamamoto, Sonja Boland, Armelle Baeza-Squiban, Gaku Ichihara
    • 学会等名
      9th NANO Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exposure assessment of debris from carbon fiber reinforced plastics in an occupational setting.2020

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Ikegami, Jun Kumoi , Yuji Fujitani, Takeo Yano, Gaku Ichihara, Sahoko Ichihara
    • 学会等名
      9th NANO Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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