| 研究課題/領域番号 |
21H04920
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分63:環境解析評価およびその関連分野
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
小椋 康光 千葉大学, 大学院薬学研究院, 教授 (40292677)
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| 研究分担者 |
鈴木 紀行 千葉大学, 大学院薬学研究院, 准教授 (10376379)
福本 泰典 千葉大学, 大学院薬学研究院, 講師 (10447310)
田中 佑樹 千葉大学, 大学院薬学研究院, 助教 (50824041)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
42,380千円 (直接経費: 32,600千円、間接経費: 9,780千円)
2023年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
2022年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
2021年度: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
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| キーワード | バイオジェニックナノ粒子 / ICP-MS / AF4 / テルル / セレン / 水銀 / ナノ粒子 / 高時間分解型ICP-MS / 活性硫黄 / スペシエーション / sp-ICP-MSICP-MS / グルコン酸 / リソソーム / 電子顕微鏡 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
動物細胞がナノ粒子を作り出す機構やその生物学的・毒性学的意義を明らかにしようとする研究は、これまで皆無であったと言って良い。本研究は、動物が金属の曝露を受けたときに、その防御反応として、動物が作り出す内因性金属ナノ粒子（バイオジェニックナノ粒子、BgNPs）について、1）BgNPsはどのように生成するのか、2）BgNPsはどのように生体外へ排泄されるのか（あるいはされないのか）、3）BgNPsはなぜ生成するのか（その毒性学的意義とは）、という3点について解明し、生体が有する金属に対する新たな制御機構を提唱することによって、金属毒性学にパラダイムシフトをもたらすことを目指す。
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| 研究成果の概要 |
毒性が高いとされている金属イオンが細胞に曝露された場合、元素状のナノ粒子を形成し、解毒を図るという機構を明らかにした。本研究では、セレンと水銀の複合体が哺乳類細胞内でナノ粒子を形成すること、テルルというレアメタルが、単細胞生物、高等植物そして哺乳類細胞内でナノ粒子を形成すること、長期間に渡り懸案となっていた植物内でのバイオジェニックナノ粒子形成よりも低濃度で出現する未知のテルルの主要代謝物の同定についても成功した。さらに、ナノ粒子の新規分析法であるAsymmetric Flow Field Flow Fractionation (AF4)と誘導結合プラズマ質量分析計による新規分析法を構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果として、微生物から高等植物及び動物に至るまで、特定の金属元素が過量に曝露された場合、ナノ粒子を形成することによって、その毒性を低下させるという機構が普遍的に備わっていることを示したことである。これら成果は、環境を汚染している有害金属を、微生物や植物を利用しナノ粒子として除去するいわゆるバイオレメディエーションや有用金属を環境中から回収するバイオマイニングといった技術に応用できる可能性を示唆している。一方、高等植物で生成する未知のテルル代謝物を同定することにより、新たな代謝経路を示唆するに至った。また、動物におけるバイオジェニックナノ粒子の生成には活性硫黄が関与していることを示した。
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