• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2013 年度 実績報告書

微量ナノ粒子曝露が次世代の脳神経系及び生殖系に及ぼす影響の分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24390033
研究機関東京理科大学

研究代表者

武田 健  東京理科大学, 薬学部, 教授 (80054013)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードナノ粒子 / 次世代 / 脳神経系 / 生殖系 / 酸化チタン
研究概要

本研究の目的は、ナノ粒子の次世代影響発現機序を、脳神経系及び生殖系に焦点を当てて明らかにすることである。とくに、妊娠中母体から次世代への移行経路と影響発現に関わる分子機構を、実験動物にナノ粒子を投与したときに生じる影響の経時的変化及び組織・病理学的観点(超微小形態を含む)から検討することを目指している。当該年度に得られた主な成果は次の3点である。1)カーボンブラックナノ粒子の妊娠期投与(点鼻投与)による次世代中枢神経系への影響が、脳血管周囲マクロファージのPAS染色像により定量的に捉えられることに加えて、これに隣接するアストロサイトに特徴的な変化(GFAP発現亢進)として現れることが明らかになった(Onoda et al. PLoS One 2014)。2)微量の二酸化チタンナノ粒子の妊娠期投与による次世代生殖系への影響ならびに粒子移行・蓄積量の用量依存性が明らかになった(Kubo-Irie et al. K Nanopart Res 2014)。3)銀ナノ粒子の妊娠期投与(飲水経口投与)による次世代雄性生殖系への影響を評価可能にするエンドポイントが明らかになった。以上の成果には、ナノ粒子の次世代影響の影響評価指標として有用なものが複数含まれていると考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究課題を順調に推進できていると言える理由は、複数のナノマテリアルの次世代影響を組織病理学的解析・超微小病理学的解析ならびにタンパク質発現解析から新規の知見を得ることができているためである。その成果には、ナノ粒子の次世代影響の影響評価指標として有用なものが複数含まれていると考えられる。脳や精巣におけるナノマテリアルの分布、細胞内の局在についても、電子顕微鏡やX線スペクトル解析によりマテリアルごとに順次進めている。とくに、母獣の気道から投与した粒子が次世代の脳の血管周囲細胞に与える影響については、予想を上回る明瞭な結果が得られつつある。ナノ粒子の次世代影響メカニズムとして重要な遺伝子やタンパク質の発現局在、ならびに、その発現及び活性を制御し得るマイクロRNA解析も進めている。

今後の研究の推進方策

二年間に得られたデータを基盤として、本研究課題では最終年度でナノ粒子の次世代影響メカニズムを包括的に捉えることを目指す。まず、粒子の職業・環境的曝露として最も一般的であるとされる気道からの曝露を想定し、ナノ粒子の曝露実験として気管内投与ならびに点鼻投与を中心とした研究を進める。併せて、ネブライザーを用いた吸入曝露による影響評価も実施する。ナノ粒子の中枢神経系への移行・分布のメカニズムを明らかにするために、種々の生体高分子(タンパク質及び脂質)を結合させたナノ粒子をマウスに投与し、体内分布、次世代への移行や分布ならびに影響解析を並行して進める。また、母獣の気道から投与した粒子が次世代の脳の血管周囲細胞に与える影響に併せて、これに隣接する細胞に生じる影響の詳細な解析を継続する。ナノ粒子の移動経路や取り込み機構については、各種電子顕微鏡をはじめとする分析機器を駆使して、体内でのナノ粒子の分布の超微細なレベルでの解析を進める。さらに、ナノ粒子曝露の影響発現メカニズムを考える上で鍵となる細胞群を同定し、当該細胞レベルでの変化を捉える実験を進める。具体的には、凍結組織切片を用いてレーザーマイクロダイセクション法を活用して目的の細胞群を採取し、遺伝子発現変動をマイクロアレイ及び定量的RT-PCR法により解析する。得られる結果から、臓器レベルでの変化の原因となる細胞レベルでの変化を明らかにし、生体に対するナノ粒子の影響発現メカニズムの本質に迫ることを目指す。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Effects of maternal exposure to ultrafine carbon black on brain perivascular macrophages and surrounding astrocytes in offspring mice.2014

    • 著者名/発表者名
      Onoda A, Umezawa M, Takeda K, Ihara T, Sugamata M.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 9 ページ: 94336

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of high-fat diet prior to pregnancy on hepatic gene expression and histology in mouse offspring.2014

    • 著者名/発表者名
      Hori H, Umezawa M, Uchiyama M, Niki R, Yanagita S, Takeda K.
    • 雑誌名

      Journal of Perinatal Medicine

      巻: 42 ページ: 83-91

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dose-dependent biodistribution of prenatal exposure to rutile-type titanium dioxide nanoparticles on mouse testis.2014

    • 著者名/発表者名
      Kubo-Irie, M., Uchida, H., Mastuzawa, S., Yoshida, Y., Shinkai, Y., Suzuki, K., Yokota, S., Oshio,S., Takeda, K.
    • 雑誌名

      Journal of Nanoparticle Res.

      巻: 16 ページ: 2284

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tunable plasma lipoprotein uptake/transport across the blood-brain barrier.2013

    • 著者名/発表者名
      Suzuki.K, Adigüzel.D, Shinotsuka.T, Ishibashi.R, Eguchi.I, Oshima.H, Taniguchi.R, Thalhammer. S, Takeda. K,
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A

      巻: 442 ページ: 157-163

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of aerosol particles generated by ultrasonic humidifiers on the lung in mouse.2013

    • 著者名/発表者名
      Umezawa M, Sekita K, Suzuki K, Kubo-Irie M, Niki R, Ihara T, Sugamata M
    • 雑誌名

      Part Fibre Toxicol

      巻: 10 ページ: 64

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fetal exposure to diesel exhaust affects X-chromosome inactivation factor expression in mice.2013

    • 著者名/発表者名
      Kumamoto.T, Tsukue.N, Takano.H, Takeda.K, Oshio.S,
    • 雑誌名

      Journal of Toxicological Sciences.

      巻: 38 ページ: 245-54

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gene expression changes in the olfactory bulb of mice induced by exposure to diesel.exhaust are dependent on animal rearing environment.2013

    • 著者名/発表者名
      Yokota.S, Hori.H, Umezawa.M, Kubota.N, Niki.R, Yanagita.S, Takeda.K,.
    • 雑誌名

      PLOS ONE.8

      巻: 8 ページ: e70145

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prenatal exposure to zinc oxide particles alters monoaminergic neurotransmitter levels in the brain of mouse offspring.2013

    • 著者名/発表者名
      Okada .Y, Tachibana. K, Yanagita. S, Takeda. K.
    • 雑誌名

      Journal of Toxicological Sciences

      巻: 38 ページ: 363-370

    • 査読あり
  • [学会発表] カーボンブラックナノ粒子が次世代免疫系に及ぼす影響の投与時期による違い2014

    • 著者名/発表者名
      梅澤雅和、岡本沙紀、小野田淳人、清水隆平、小川修平、渡辺志帆、安部良、武田健
    • 学会等名
      日本薬学会第134年会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      20140328-20140330
  • [学会発表] 炭素ナノ粒子の胎仔期曝露が脳血管周囲マクロファージ及びアストロサイトに及ぼす影響2014

    • 著者名/発表者名
      小野田淳人、梅澤雅和、武田健、井原智美、菅又昌雄
    • 学会等名
      日本薬学会第134年会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      20140328-20140330
  • [学会発表] ディーゼル排ガス胎仔期曝露により脳に生じるDNAメチル化異常の解析2014

    • 著者名/発表者名
      立花研、高柳皓平、秋本純芽、上田剛司、新海雄介、梅澤雅和、武田健
    • 学会等名
      日本薬学会第134年会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      20140328-20140330
  • [学会発表] Effect of Prenatal Exposure to Titanium Dioxide Nanoparticle on microRNA Expression in Mouse Embryo.2013

    • 著者名/発表者名
      Tachibana K, Kojima T, Kuroiwa N, Yuasa T, Umezawa M, Takeda K.
    • 学会等名
      6th International Symposium on Nanotechnology, Occupational and Environmental Health (NanOEH6).
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      20131029-20131031
  • [学会発表] Maternal exposure to titanium dioxide nanoparticle affects gene expression in the brain development.2013

    • 著者名/発表者名
      Umezawa M, Shimizu M, Tainaka H, Takeda K.
    • 学会等名
      6th International Symposium on Nanotechnology, Occupational and Environmental Health (NanOEH6).
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      20131029-20131031
  • [学会発表] Maternal exposure to carbon black nanoparticle affects perivascular cells in the brain of offspring.2013

    • 著者名/発表者名
      Onoda A, Umezawa M, Takeda K, Ihara T, Sugamata M.
    • 学会等名
      6th International Symposium on Nanotechnology, Occupational and Environmental Health (NanOEH6).
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      20131029-20131031
  • [学会発表] Effect of treatment of pregnant mice with carbon black nanoparticle on the neonatal immune system.2013

    • 著者名/発表者名
      Okamoto S, Umezawa M, Shimizu R, Onoda A, Uchiyama M, Watanabe S, Ogawa S, Abe R, Takeda K.
    • 学会等名
      6th International Symposium on Nanotechnology, Occupational and Environmental Health (NanOEH6).
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      20131029-20131031
  • [学会発表] Nrf2 Lowers Risk for Neurodegenerative Diseases Caused by Oxidative Stresses Induced by Disel Exhaust.2013

    • 著者名/発表者名
      Sugamata M, Ihara T, Sugamata M, Ying Ji Li, Yamamoto M, Takeda K
    • 学会等名
      American Neurological Association.
    • 発表場所
      New Orleans
    • 年月日
      20131013-20131015
  • [学会発表] ディーゼル排ガスの妊娠期曝露が次世代マウスの自発運動量及びドーパミン系神経伝達に及ぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      梅澤雅和、鈴木智晴、押尾茂、武田健
    • 学会等名
      第54回大気環境学会年会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      20130918-20130920
  • [学会発表] カーボンブラックナノ粒子の妊娠期曝露が次世代リンパ組織に及ぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      梅澤雅和、岡本沙紀、清水隆平、武田健
    • 学会等名
      フォーラム2013衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20130913-20130914
  • [学会発表] ディーゼル排ガス胎仔期曝露によるDNAメチル化状態の網羅的解析2013

    • 著者名/発表者名
      上田剛司、立花 研、高柳皓平、秋本純芽、新海雄介、武田 健
    • 学会等名
      フォーラム2013衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20130913-20130914
  • [学会発表] 妊娠マウスへの銀ナノ粒子経口投与が産仔精子形態に及ぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      曽我勇介、新海雄介、荒舩 亮、入江美代子、武田 健
    • 学会等名
      フォーラム2013衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20130913-20130914
  • [学会発表] Estimation of brain regions targeted by nanoparticle based on transcriptomics data.2013

    • 著者名/発表者名
      Umezawa M, Shimizu M, Tainaka H, Takeda K.
    • 学会等名
      FENS Featured Regional Meeting, Prague
    • 発表場所
      Czech Republic
    • 年月日
      20130911-20130914
  • [学会発表] From toxicology to sociology -- Effects of nanoparticles on children’s health and the next generation.2013

    • 著者名/発表者名
      Umezawa M, Takeda K.
    • 学会等名
      iPoPS 2013
    • 発表場所
      Malaysia
    • 年月日
      20130904-20130905
    • 招待講演
  • [学会発表] 妊娠期の酸化チタンナノ粒子曝露による羊水中マイクロ RNA 発現変動の解析2013

    • 著者名/発表者名
      湯浅珠恵、立花研、小島稔郁、武田健
    • 学会等名
      第5回日本RNAi研究会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      20130829-20130831
  • [学会発表] 妊娠期の酸化チタンナノ粒子曝露による胎盤のマイクロ RNA 発現量の変動の解析2013

    • 著者名/発表者名
      小島稔郁、立花研、黒岩法子、新海雄介、武田健
    • 学会等名
      第5回日本RNAi研究会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      20130829-20130831
  • [学会発表] ディーゼル排ガス胎仔期曝露が大脳皮質発達過程に影響を及ぼす2013

    • 著者名/発表者名
      落合紘子,柳田信也,久保田夏子,高野由莉香,武田 健
    • 学会等名
      Neuro2013
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20130620-20130623
  • [学会発表] Effect of prenatal exposure to carbon black nanoparticle on gene expression in the thymus of offspring mouse during neonatal period.2013

    • 著者名/発表者名
      Umezawa M, Shimizu R, Okamoto S, Takeda K.
    • 学会等名
      10th International Particle Toxicology Conference
    • 発表場所
      Germany
    • 年月日
      20130604-20130607
  • [学会発表] Effect of prenatal exposure to titanium dioxide nanoparticle on the gene expression in the brain of mouse offspring.2013

    • 著者名/発表者名
      Tachibana K, Kawazoe S, Umezawa M, Takeda K.
    • 学会等名
      10th International Particle Toxicology Conference
    • 発表場所
      Germany
    • 年月日
      20130604-20130607

URL: 

公開日: 2015-05-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi