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サイクロン装置で採取した公共的屋内空間中PM2.5の生体影響と影響決定成分の同定

研究課題

研究課題/領域番号 20K20614
研究種目

挑戦的研究(開拓)

配分区分基金
審査区分 中区分58:社会医学、看護学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

高野 裕久  京都大学, 地球環境学堂, 研究員 (60281698)

研究分担者 奥田 知明  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (30348809)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円)
2022年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2021年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2020年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードサイクロン / PM2.5 / 公共的屋内空間 / 生体影響 / 影響成分
研究開始時の研究の概要

新たに開発したサイクロン装置を用い、公共的屋内空間と屋外(一般大気中)でPM2.5を採取し、成分を分析する。また、粒子そのものを細胞等に曝露し、生体影響を評価し、ハザードを同定する。特に、屋内と屋外のPM2.5の成分と影響の異同を比較・検討する。また、両粒子について、生体影響と成分の相関解析を行い、生体影響を決定する要因や成分を同定するとともに、両粒子間の異同を明らかにする。

研究成果の概要

地下鉄粒子は、屋外粒子と比較して、鉄や銅成分を豊富に含むことを示し、化学形態や組成も明らかにした。これらの成分は、呼吸器系、アレルギー・免疫系、循環器系に影響を及ぼしうること、また、喘息病態や感染病態を悪化させる可能性が示唆され、そのメカニズムとして、気道上皮細胞、抗原提示細胞、血管内皮細胞に対する、催炎症、抗原提示能の増加、細胞死、DNA損傷等が関与している可能性が考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

日常生活において我々が屋外より多くの時間を過ごす屋内については、PM2.5の濃度、発生源、成分、その健康影響に関する知見は乏しかった。
本件研究成果により、屋内の粒子の成分特性、影響特性を明らかにした。呼吸器系、アレルギー・免疫系、循環器系への健康影響が無視できず、成分によっては、屋外より強い可能性もあることを指摘した点が、学術的にも社会的にも意義深い。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Characteristic Fe and Cu Compounds in Particulate Matter from Subway Premises in Japan and their Potential Biological Effects2024

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Takuma、Iwata Ayumi、Yamanaka Hiroko、Ogane Kako、Mori Tatsuhiro、Honda Akiko、Takano Hirohisa、Okuda Tomoaki
    • 雑誌名

      Aerosol and Air Quality Research

      巻: 24 号: 3 ページ: 230156-230156

    • DOI

      10.4209/aaqr.230156

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of an openable small cyclone for atmospheric particulate matter sampling for toxicological experiments2024

    • 著者名/発表者名
      Nishita-Hara Chiharu、Nakano Kohei、Iwata Ayumi、bin Mohd Nor Muhammad Aiman、Mori Tatsuhiro、Youn Hyunwoo、Okuda Tomoaki
    • 雑誌名

      Aerosol Science and Technology

      巻: 58 号: 6 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1080/02786826.2024.2322680

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Iron Oxide and Hydroxide Speciation in Emissions of Brake Wear Particles from Different Friction Materials Using an X-ray Absorption Fine Structure2023

    • 著者名/発表者名
      Hagino Hiroyuki、Iwata Ayumi、Okuda Tomoaki
    • 雑誌名

      Atmosphere

      巻: 15 号: 1 ページ: 49-49

    • DOI

      10.3390/atmos15010049

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optimization of the QuEChERS extraction method to determine Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in powder aerosol particles collected by cyclone2023

    • 著者名/発表者名
      Jing Weidong、Nakano Kohei、Shen Zhenxing、Okuda Tomoaki
    • 雑誌名

      Environmental Technology and Innovation

      巻: 31 ページ: 103141-103141

    • DOI

      10.1016/j.eti.2023.103141

    • 関連する報告書
      2023 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] Estimation of particle size distributions in the atmosphere - analysis of Fe and Ca particles as the representative examples2023

    • 著者名/発表者名
      Youn, H., Miki, K., Iwata, A., Okuda, T.
    • 雑誌名

      Asian Journal of Atmospheric Environment

      巻: 17 号: 1 ページ: 2-12

    • DOI

      10.1007/s44273-023-00002-z

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of the chemical characteristics and toxicity of PM2.5 collected using different sizes of cyclones2022

    • 著者名/発表者名
      Alimov, Z.B., Youn, H., Iwata, A., Nakano, K., Okamoto, T., Sasaki, A., Katori, T., Okuda, T.
    • 雑誌名

      Asian Journal of Atmospheric Environment

      巻: 16 (3) 号: 3 ページ: 103-121

    • DOI

      10.5572/ajae.2022.062

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of elemental composition and valence state of cyclone-collected aerosol particles using EDXRF and XAFS at three sites in Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Jing, W., Saito, K., Okamoto, T., Saito, H., Sugimoto, K., Nishita-Hara, C., Hara, K., Hayashi, M., Hasegawa, S., Okuda, T.
    • 雑誌名

      Asian Journal of Atmospheric Environment

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 地下鉄で発生する粒子状物質の主成分である酸化鉄微粒子の生体影響2023

    • 著者名/発表者名
      石川良賀、檜垣有哉、渡邊ヒカリ、本田晶子、市瀬孝道、高野裕久
    • 学会等名
      第50回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Subway Particulate Matter Component on Vascular Endothelial Cells2023

    • 著者名/発表者名
      Owokoniran OH, Honda A, Ishikawa R, Nagao M, Miyasaka N, Wang Z, Takai S, Omori I, Zhang K, Watanabe H, Takano H
    • 学会等名
      第50回日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] エアロゾル粒子のヘテロ性が及ぼす健康影響機序の体系的学理の構築2023

    • 著者名/発表者名
      奥田知明、藤谷雄二、久保優、牧輝弥、志波優、 能田淳、黒田悦史、本田晶子、高野裕久、石原康宏
    • 学会等名
      第40回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 粒子状物質による呼吸器系におけるDNA損傷の評価2023

    • 著者名/発表者名
      檜垣有哉、石川良賀、本田晶子、市瀬孝道、松田知成、高野裕久
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会第52回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Exposure To Subway Particles’ Components Induced Endothelial Dysfunction2023

    • 著者名/発表者名
      Owokoniran OH, Honda A, Ishikawa R, Nagao M, Miyasaka N, Wang Z, Takai S, Omori I, Zhang K, Watanabe H, Takano H
    • 学会等名
      GSGES Symposium
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 地下鉄空間における粒子状物質の主成分である酸化鉄の遺伝子毒性・アレルギー応答2023

    • 著者名/発表者名
      石川良賀、市瀬孝道、高野裕久
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Recent Advances in Aerosol Particle Toxicity Evaluation using Cyclone Collection followed by Exposure Experiments For a Better Understanding of Air Pollution in East Asia (3rd)2023

    • 著者名/発表者名
      Okuda T
    • 学会等名
      66th Annual Meeting of KOSAE, BPEX, Busan, Republic of Korea
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optimized QuEChERS method for effective extraction of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in powder aerosol particles collected by cyclone2023

    • 著者名/発表者名
      Jing W, Nakano K, Shen Z, Okuda T
    • 学会等名
      13th Royal Society of Chemistry-Tokyo International Conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement for investigating aerosol toxicity, using centrifugal classification of suspended particles for cell exposure and in vitro evaluation using THP-1 macrophages2022

    • 著者名/発表者名
      Ogane, K., Iwata, A., Okuda, T.
    • 学会等名
      American Association for Aerosol Research 40th Annual Conference
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 酸化鉄粒子が呼吸器細胞に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      檜垣有哉、石川良賀、本田晶子、長尾慧、市瀬孝道、高野裕久
    • 学会等名
      第29回日本免疫毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 地下鉄構内における粒子状物質成分が抗原提示細胞に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      渡邊ヒカリ、王造時、Owokoniran Oluwatoyin Hannag、本田晶子、石川良賀、大森一生、松本紘武、張珂瑞、檜垣有哉、森本千尋、玉台亮太、奥川友裕、宮坂奈津子、長尾慧、高野裕久
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属標準粒子を用いたヒト肺胞基底上皮腺癌細胞 (A549) の応答性評価2021

    • 著者名/発表者名
      岡本拓真、岩田歩、奥田知明
    • 学会等名
      第62回大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] サイクロン法で採取された粒子中遷移金属のXAFSによる化学状態解析2020

    • 著者名/発表者名
      齋藤克知、奥田知明、長谷川就一、西田千春、原圭一郎、林政彦
    • 学会等名
      第37回エアロゾル科学・技術討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] AA (ascorbic acid) assay を用いた酸化能測定におけるアスコルビン酸の酸化メカニズムの解明2020

    • 著者名/発表者名
      杉本和貴、奥田知明、長谷川就一、西田千春、原圭一郎、林政彦
    • 学会等名
      第37回エアロゾル科学・技術討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2025-01-30  

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