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2015 年度 実績報告書

ZnOナノ粒子による毒性機序解明に関する法医学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 26713025
研究機関島根大学

研究代表者

藤原 純子  島根大学, 医学部, 助教 (20346381)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード毒性評価 / ナノ粒子 / 元素分析
研究実績の概要

酸化亜鉛ナノ粒子は、センサーや電子デバイス、抗菌材、塗料、化粧品や食品添加物などに用いられている。我々は、マウスを用いて酸化亜鉛ナノ粒子の静脈内投与後の毒性影響評価を行い酸化亜鉛ナノ粒子が炎症促進反応や、肝障害を引き起こすことを明らかにした。酸化亜鉛ナノ粒子には、p型(正孔を持つ)とn型(伝導電子を持つ)が存在するが、これらの毒性の差異は明らかになっていない。そこでin vitroでのこれら酸化亜鉛ナノ粒子の毒性評価を行った。
p型、n型の酸化亜鉛ナノ粒子のIC50値はそれぞれ、29.1μg /ml, 17.1μg /mlであった。また生/死細胞の観察では、IC50値の結果と同様、n型でp型より多く死細胞が観察された。またROS とsuperoxideは両酸化亜鉛ナノ粒子で生成されたがn型でややROSが多く生成されていた。またアポトーシスが酸化亜鉛ナノ粒子によって引き起こされることが示されたが、各種の差異は見られなかった。細胞中Zn濃度は n型(47.3μg /10 6 cells)、p型(34.6vμg /106 cells)であった。
n型がp型に比較して毒性が強いのは、n型の還元作用により、フリーラジカルが産生されることでROSがより生成されたためであると考えられる。また細胞中Zn濃度はn型が高く、細胞透過性の差異の関与も考えられる。今後はこの差異について詳細に検討する予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

H27年度では、交付申請書に挙げていた目的の2点について論文を書くことができたため。
①酸化亜鉛ナノ粒子静脈内投与後の体内動態および臓器内分布の精査について明らかにした。Fujihara et al., J Med Invest 2015;62 (1, 2) 45-50)
②酸化亜鉛ナノ粒子による毒性機序の解明(炎症性サイトカイン、酸化ストレスマーカー)にについて明らかにした。Fujihara et al., The European Review for Medical and Pharmacological Sciences, 2015; 19: 4920-4926.

今後の研究の推進方策

交付申請書で挙げていた目的の「ZnOナノ粒子が血液凝集に及ぼす影響の解明」は、予備的検討の中で解明が困難であった。そのため今後は、酸化亜鉛ナノ粒子のn型およびp型の毒性の差異、また光触媒効果が毒性に及ぼす影響を明らかにしたい。

次年度使用額が生じた理由

H27年度に導入した分光分析装置(MP-AES)について、当初予定していたよりも低い価格での導入が可能であったため。次年度の経費と併せて備品の購入を検討している。

次年度使用額の使用計画

毒性のアッセイに必要な発光プレートリーダーの購入を検討している。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2105 2016 2015

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Distribution and toxicity evaluation of ZnO dispersion nanoparticles in single intravenously exposed mice.2105

    • 著者名/発表者名
      Fujihara J, Tongu M, Hashimoto H, Yamada T, Kimura-Kataoka K, Yasuda T, Fujita Y, Takeshita H,
    • 雑誌名

      J Med Invest

      巻: 62 ページ: 45-50

    • DOI

      doi: 10.2152/jmi.62.45.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Association of XRCC1 polymorphisms with arsenic methylation. Archives of Toxicology.2016

    • 著者名/発表者名
      Fujihara J, Yasuda T, Iwata H, Tanabe S, Takeshita H
    • 雑誌名

      Archives of Toxicology

      巻: 90 ページ: 1009-1012

    • DOI

      doi: 10.1007/s00204-015-1490-0.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Association of a single nucleotide polymorphism (rs6180) in GHR gene with plural tissue weight.2016

    • 著者名/発表者名
      Fujihara J, Kimura-Kataoka K, Yasuda T, Sano R, Kominato Y, Takeshita H.
    • 雑誌名

      J Genet.

      巻: 95 ページ: 189-192

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pro-inflammatory responses and oxidative stress induced by ZnO nanoparticles in vivo following intravenous injection.2015

    • 著者名/発表者名
      Fujihara J, Tongu M, Hashimoto H, Fujita Y, Nishimoto N, Yasuda T, Takeshita H.
    • 雑誌名

      Eur Rev Med Pharmacol Sci.

      巻: 19 ページ: 4920-4926.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Global analysis of genetic variations in a 56-bp variable number of tandem repeat polymorphisms within the human deoxyribonuclease I gene.2015

    • 著者名/発表者名
      Fujihara J, Yasuda T, Iida R, Ueki M, Sano R, Kominato Y, Inoue K, Kimura-Kataoka K, Takeshita H.
    • 雑誌名

      Leg Med (Tokyo).

      巻: 17 ページ: 283-286

    • DOI

      doi: 10.1016/j.legalmed.2015.01.005.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Distribution of the rs 3136794 polymorphism of the DNA polymerase β involved in the base excision repair pathway, in world-wide population.2015

    • 著者名/発表者名
      7.Takeshita H, Kimura-Kataoka K,Yasuda T, Ueki M, Fujihara J.
    • 雑誌名

      Indian Journal of Clinical Biochemistry

      巻: 30 ページ: 445-448

    • 査読あり
  • [雑誌論文] World-wide distribution of four SNPs in X-ray and repair and cross-complementing group 1 (XRCC1).2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshita H, Fujihara J, Yasuda T, Kimura-Kataoka K.
    • 雑誌名

      Clin Transl Sci

      巻: 8 ページ: 347-350

    • DOI

      10.1111/cts.12237

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of ZnO-MgO Mixed Thin Films Grown by Metal-Organic Decomposition.2015

    • 著者名/発表者名
      Nishimoto N, Fujihara J, Yoshino K, Kuninori K
    • 雑誌名

      e-J. Surf. Sci. Nanotech.

      巻: 13 ページ: 185-189

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Growth of TiO2-Nb2O5 mixed thin films by metal-organic decomposition.2015

    • 著者名/発表者名
      Nishimoto N, Fujihara J, Yoshino K
    • 雑誌名

      International Journal of modern physics B

      巻: 29 ページ: 1550215

    • DOI

      10.1142/S021797921550215X

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Pro-inflammatory responses and oxidative stress induced by ZnO nanoparticles in vivo following intravenous injection.2016

    • 著者名/発表者名
      Fujihara J, Tongu M, Hashimoto H, , Fujira Y, Nishimoto N, Yasuda T, Takeshita H
    • 学会等名
      International Symposium on Environmental Chemistry and Toxicology – To accelerate a Global Network of Environmental Researchers.
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-19
  • [学会発表] 有機リンの関与が疑われる4法医解剖例2015

    • 著者名/発表者名
      藤原純子、木村かおり、長谷川正紀、安田年博、倉田さつき、竹下治男
    • 学会等名
      第27回 日本中毒学会 中国四国地方会
    • 発表場所
      岡山大学 津島キャンパス
    • 年月日
      2015-11-28 – 2015-11-28
  • [学会発表] Growth hormone receptor (GHR)遺伝子におけるSNP(rs6180)と臓器重量との関連2015

    • 著者名/発表者名
      藤原純子、竹下治男、木村かおり、植木美鈴、安田年博、佐野理恵、小湊慶彦、倉田さつき
    • 学会等名
      第24 回 DNA多型学会学術集会
    • 発表場所
      岡山大学 津島キャンパス
    • 年月日
      2015-11-20 – 2015-11-20
  • [学会発表] 尋常性乾癬など不全角化病変のリスクファクターとなるDNase I-like 2遺伝子におけるfunctional SNPsの同定2015

    • 著者名/発表者名
      藤原純子、竹下治男、木村かおり、植木美鈴、飯田礼子、安田年博、倉田さつき
    • 学会等名
      第24 回 DNA多型学会学術集会
    • 発表場所
      岡山大学 津島キャンパス
    • 年月日
      2015-11-20 – 2015-11-20
  • [学会発表] DNase I遺伝子内VNTR多型頻度分布の世界比較2015

    • 著者名/発表者名
      藤原純子、木村かおり、竹下治男、安田年博、倉田さつき
    • 学会等名
      第32回日本法医学会中四国地方集会
    • 発表場所
      岡山大学 医学部
    • 年月日
      2015-10-30 – 2015-10-30
  • [学会発表] DNAを修復するXRCC1 多型とヒ素代謝との関連2015

    • 著者名/発表者名
      藤原純子、安田年博、竹下治男
    • 学会等名
      第34回 日本法中毒学会
    • 発表場所
      九州大学 医学部
    • 年月日
      2015-06-25 – 2015-06-26
  • [学会発表] 酸化亜鉛ナノ粒子の静脈投与後の毒性精査2015

    • 著者名/発表者名
      藤原純子、木村かおり、竹下治男、飯田礼子、安田年博、、佐野利恵、小湊慶彦
    • 学会等名
      第99次 日本法医学会総会・学術集会
    • 発表場所
      高知市文化プラザ かるぽーと
    • 年月日
      2015-06-11 – 2015-06-12
  • [学会発表] 熱中症による死亡が疑われたアセフェート検出事例2015

    • 著者名/発表者名
      藤原純子、長谷川正紀、木村かおり、安田年博、竹下治男
    • 学会等名
      第99次 日本法医学会総会・学術集会
    • 発表場所
      高知市文化プラザ かるぽーと
    • 年月日
      2015-06-11 – 2015-06-11

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公開日: 2017-01-06  

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