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2019 年度 実施状況報告書

超微小粒子PM0.1の呼吸器疾患へ与える影響の解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K08178
研究機関神戸大学

研究代表者

西村 善博  神戸大学, 医学部附属病院, 教授 (20291453)

研究分担者 山本 正嗣  神戸大学, 医学部附属病院, 助教 (40542139)
小林 和幸  神戸大学, 医学部附属病院, 准教授 (50403275)
永野 達也  神戸大学, 医学研究科, 助教 (80624684)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードPM0.1 / PM2.5 / PM10
研究実績の概要

粒径が0.1µm以下のナノ粒子(PM0.1)は肺胞まで到達し、その影響は全身へと波及することから、健康への影響が懸念されている。しかし、PM0.1が喘息の増悪や難治化に及ぼす影響は分かっておらず、本研究ではそれを明らかにする。
まず、粒子状物質の分級サンプリングが可能なナノサンプラーⅡ(Kanomax)を用い、2019年2月7日から2月12日の5日間、東京都新宿区において計640.5µgのPM0.1を回収した。次に、マウス喘息モデルの作成およびPM0.1の経鼻投与実験を行った。すなわち、OVA(卵白アルブミン)10µg/匹と水酸化アルミニウム1mg/匹をDay1とDay8に腹腔注射してOVAに感作させたマウスに、PM0.1 10µg/匹とOVA 200µg/匹をDay14,15,16に経鼻投与し、Day17に気管支肺胞洗浄液を採取した(PM0.1群)。OVA群、PBS群では、Day14,15,16にOVAのみ、ないしPBSのみを投与した。気道炎症の評価として気管支肺胞洗浄液の総細胞数、好酸球数の解析をしたところ、PM0.1群およびOVA群ではPBS群に比して有意な上昇を認めたが、PM0.1群とOVA群の間に差を認めなかった。また、上記のPM0.1群とOVA群に対して、Day14, 15, 16の経鼻投与1時間前にステロイド(デキサメタゾン20µg/匹)を腹腔注射する治療実験も行った。ステロイド投与により、PM0.1群、OVA群ともに総細胞数、好酸球数の減少を認めたが、ステロイドへの反応性は2群間で有意な差を認めなかった。
上記の結果、PM0.1と喘息の増悪や難治化には関係性がみられない可能性があるが、粒子径の違いにより気道炎症の程度に差が生じる可能性があり、引き続きPM2.5やPM10といった粒径のより大きな物質との比較検討を行う予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

仮説に反して、PM0.1による生体への影響が観察されなかったため、令和元年度に予定していた実験3. 遺伝子発現のネットワーク解析が、実験の開始まで至らなかった。しかしながら、粒子径の違いにより気道炎症の程度に差が生じる可能性があり、引き続きPM2.5やPM10といった粒径のより大きな物質で同様の実験を行い、結果の比較検討を行う予定である。令和2年度には速やかに実験を開始し、遅れを取り戻す予定である。

今後の研究の推進方策

令和2年度は、PM0.1と同時期にサンプリングを行ったPM2.5およびPM10を用いてマウス喘息モデルでの気道炎症の評価を行い、粒子径の差により気道炎症の程度に違いがあるかを検討する。粒子径の差により気道炎症の程度に変化がみられた場合、気管支/肺組織および血液における遺伝子発現を炎症・免疫パネルとmicroRNAパネルを用い包括的に測定し、有意な変化のみられる増悪に関与する候補遺伝子を抽出する。また、それにより得られた遺伝子発現レベルの変化をネットワーク解析し、大気汚染物質に関わる病態を推測する。最後に、上記で明らかにした病態をもとに効果が予測される治療法・予防法の有用性についてマウスモデルを用いて検討する。

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公開日: 2021-01-27  

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