新規シングルセル解析法を用いたじん肺発症-進展における包括的基盤研究

• 研究課題/領域番号: 20K08556
• 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53030:呼吸器内科学関連
• 研究機関: 独立行政法人労働者健康安全機構 日本バイオアッセイ研究センター(試験管理部、病理検査部)
• 研究代表者: 山野 荘太郎 独立行政法人労働者健康安全機構 日本バイオアッセイ研究センター(試験管理部、病理検査部), その他部局等, 室長補佐 (80614528)
• 研究分担者: 杉原 英志 藤田医科大学, オープンファシリティセンター, 准教授 (50464996) ; 七野 成之 東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 助教 (70822435)
• 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: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: じん肺 / シングルセル解析 / scRNAseq / インジウム / SITO / シリカ / RCS / 職業性疾患 / 塵肺 / 結晶質シリカ / 酸化インジウムスズ / TAS-Seq / 呼吸器疾患 / 肺疾患 / 肺胞蛋白症 / 肺線維化 / 肺線維症 / 肺がん / 病理

研究開始時の研究の概要

じん肺は粉じんによって誘発される日本最大の職業性肺疾患であり、肺線維症のみならず肺がんを合併する事が問題となっている。
本研究では、高感度シングルセル解析技術を駆使し、じん肺の各病態発症-進展過程における構成細胞と異常な細胞間コミュニケーションの特定を時空間軸に沿って俯瞰的に明らかにする。
じん肺発症-進展機構の一端を明らかにし、労働安全衛生に資するじん肺の基盤的な研究成果を提供したい。。

研究成果の概要

じん肺リスク物質の同定及びその発症機序の解明と迅速かつ効率的な短期評価法の開発を有機的に進める事は喫緊の課題であり、推進すべき重要な研究課題である。そこで本研究では、ラットにSilicaまたはSITOを投与する事でラットじん肺を作成し、TAS-Seq解析を実施することで、じん肺の1細胞解像度での病態解析を実施した。その結果、じん肺を構成する特徴的な新規細胞群の同定に成功した。今後、これらの細胞群の機能や制御様式を明らかにする事により、労働安全衛生に資するじん肺の基盤的な研究が加速する事が期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究開発が遅れている職業性呼吸器疾患の病態解明に対して、疾患の発症・進展に重要な役割を担う可能性のある新規細胞種を同定することができ、学術的意義の高い成果が得られた。加えて、これらの特徴的な細胞に対して介入方法を将来検討できるようになり、職業性肺疾患罹患者の予防、治療等に資する基盤的成果が提供できた。

研究成果

• [雑誌論文] Mechanisms of pulmonary disease in F344 rats after workplace-relevant inhalation exposure to cross-linked water-soluble acrylic acid polymers (2023)
  • 著者名/発表者名: Yamano Shotaro、Takeda Tomoki、Goto Yuko、Hirai Shigeyuki、Furukawa Yusuke、Kikuchi Yoshinori、Misumi Kyohei、Suzuki Masaaki、Takanobu Kenji、Senoh Hideki、Saito Misae、Kondo Hitomi、Kobashi Yoichiro、Okamoto Kenzo、Kishimoto Takumi、Umeda Yumi
  • 雑誌名: Respiratory Research 巻: 24 号: 1
  • DOI: 10.1186/s12931-023-02355-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Carcinogenicity and testicular toxicity of 2-bromopropane in a 26-week inhalation study using the rasH2 mouse model (2023)
  • 著者名/発表者名: Goto Yuko、Saito Arata、Takanobu Kenji、Senoh Hideki、Saito Misae、Umeda Yumi、Yamano Shotaro
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 13 号: 1
  • DOI: 10.1038/s41598-023-28825-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pulmonary dust foci as rat pneumoconiosis lesion induced by titanium dioxide nanoparticles in 13-week inhalation study (2022)
  • 著者名/発表者名: Yamano Shotaro、Goto Yuko、Takeda Tomoki、Hirai Shigeyuki、Furukawa Yusuke、Kikuchi Yoshinori、Kasai Tatsuya、Misumi Kyohei、Suzuki Masaaki、Takanobu Kenji、Senoh Hideki、Saito Misae、Kondo Hitomi、Umeda Yumi
  • 雑誌名: Particle and Fibre Toxicology 巻: 19 号: 1
  • DOI: 10.1186/s12989-022-00498-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] No evidence for carcinogenicity of titanium dioxide nanoparticles in 26-week inhalation study in rasH2 mouse model (2022)
  • 著者名/発表者名: Yamano Shotaro、Takeda Tomoki、Goto Yuko、Hirai Shigeyuki、Furukawa Yusuke、Kikuchi Yoshinori、Kasai Tatsuya、Misumi Kyohei、Suzuki Masaaki、Takanobu Kenji、Senoh Hideki、Saito Misae、Kondo Hitomi、Umeda Yumi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 号: 1
  • DOI: 10.1038/s41598-022-19139-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Non-degradable autophagic vacuoles are indispensable for cell competition (2022)
  • 著者名/発表者名: Akter Eilma、Tasaki Yukihiro、Mori Yusuke、Nakai Kazuki、Hachiya Kazuki、Lin Hancheng、Konno Masamitsu、Kamasaki Tomoko、Tanabe Kenji、Umeda Yumi、Yamano Shotaro、Fujita Yasuyuki、Kon Shunsuke
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 40 号: 9 ページ: 111292-111292
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2022.111292
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dose-response relationship of pulmonary disorders by inhalation exposure to cross-linked water-soluble acrylic acid polymers in F344 rats (2022)
  • 著者名/発表者名: Takeda T, Yamano S, Goto Y, Hirai S, Furukawa Y, Kikuchi Y, Misumi K, Suzuki M, Takanobu K, Senoh H, Saito M, Kondo H, Daghlian G, Hong YK, Yoshimatsu Y, et al.
  • 雑誌名: Particle Fibre and Toxicology 巻: 19 号: 1
  • DOI: 10.1186/s12989-022-00468-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著