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ナノプラスチックによる消化管の炎症反応誘導機構の解明とリスク評価法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 20K21725
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

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 及川 佐枝子 (多田佐枝子)  椙山女学園大学, 生活科学部, 准教授 (90610585)
橘 勝  横浜市立大学, 理学部, 教授 (80236546)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードナノ粒子 / プラスチック / 腸上皮細胞 / リスク評価 / ヒト腸管上皮細胞 / 腸管上皮細胞 / 炎症反応 / 消化器系 / ナノプラスティック
研究開始時の研究の概要

海に漂うプラスチックの破片は小さな粒子に砕けていき、マイクロプラスチックおよびナノプラスチックとなるが、これらのヒトへの影響は未だ明らかではなく、生体影響に関するリスク評価が求められている。本研究は、炎症性腸疾患モデルマウスを使用し、ナノプラスチックによる腸管免疫機構の破綻を介する消化管炎症反応の誘導および増悪作用の機構を解明し、ナノプラスチックの消化管に対するリスク評価法を開発することを目的とする。本研究では、蛍光ナノプラスチックを新たに作成し、粒子を可視化させることによりその生体内での動態の把握を目指しており、体内動態と生体反応を同時に明らかにしていく。

研究成果の概要

海に漂うプラスチックの破片は小さな粒子に砕け、マイクロプラスチックおよびナノプラスチックとなるが、これらのヒトへの影響は未だ明らかではなく、その生体影響の解明が求められている。本研究では、ナノ粒子の表面電荷の違いによる腸上皮細胞への影響と50 nmと200 nmのポリスチレン粒子の影響を検討した。その結果、正または負に表面荷電した粒子は腸上皮細胞の炎症反応を誘導する可能性があると示唆された。一方、市販のポリスチレンのマイクロ/ナノ粒子の曝露では、腸上皮細胞における炎症誘発性反応は認められなかった。紫外線などにより表面電荷が変化したプラスチック粒子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

炎症性腸疾患は、腸内細菌叢に対する免疫応答機構の破綻に加え、遺伝因子や食事、ストレスなどの環境因子が関与する多因子疾患である。最近、経口摂取されたナノ粒子は、炎症性腸疾患誘導の過程で炎症反応を増強する可能性が示唆されている。そのため、マイクロ/ナノプラスチックの消化管に対するリスク評価法の確立が求められている。本研究により、紫外線により劣化したプラスチックによる影響やプラスチックに吸着する環境汚染化学物質を考慮した複合曝露による影響の検討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 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] Institute of Occupational Medicine(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Université de Paris(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [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] 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 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [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] 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 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [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2023

    • 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] 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] 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
  • [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
  • [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
      NanoTox 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 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
      NanoTox 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [学会発表] Fe3O4-PEG-PLGAの経気道曝露によるマウスの肺への影響とNrf2の役割2021

    • 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、Boland Sonja、Baeza-Squiban Armelle、市原学
    • 学会等名
      第91回日本衛生学会学術総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [学会発表] Pulmonary effect of exposure to Fe3O4-PEG-PLGA nanoparticles via pharyngeal aspiration in wild type and Nrf2 knockout mice2020

    • 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 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pulmonary effects of Fe3O4-PEG-PLGA nanoparticles in human bronchial epothalial cells and in wild type and Nrf2 knockout mice following pharyngeal aspiration2020

    • 著者名/発表者名
      H. Sato, C. Zong, S. Devineau, C. McCord, S. Ichihara, O. Brookes, K.Itoh, M. Yamamoto, S. Boland, A. Baeza-Squiban, G. Ichihara
    • 学会等名
      SOT2021(米国毒性学会)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-01-30  

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