Health risk assessment and development of remediation systems for elemental contamination of drinking water in Asian countries

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H02588
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 加藤 昌志 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (10281073)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石川 健治 名古屋大学, 低温プラズマ科学研究センター, 特任教授 (60417384) ; 大神 信孝 名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (80424919) ; 矢嶋 伊知朗 名古屋大学, 医学系研究科, 講師 (80469022)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 飲用井戸水 / 鉄 / 難聴 / 環境モニタリング / 健康リスク評価

Outline of Annual Research Achievements

【背景】アジアの開発途上国を中心に、飲用井戸水の元素汚染に起因する慢性ヒ素中毒患者が、数千万人以上いるとの報告もあり、地球規模の重大環境問題となっている。一般に、病原微生物を含む有機物は、煮沸により容易に浄化が可能である一方、元素の浄化は難しく、有害元素による環境問題は解決が難しい。
【目的】本研究は、飲用井戸水における有害元素の汚染に焦点を当て、まず、飲用井戸水に関する情報の乏しいアジア地域を含めて元素汚染の現状を把握する。 次に、悪性腫瘍および感覚器疾患（皮膚・聴覚疾患）を誘発する元素を特定することを目的として、細胞・動物・ヒトの知見を組み合わせた健康リスク評価を実施し、井戸水から浄化すべき元素を選別する。最後に、飲用井戸水から有害元素を除去できる浄化技術を開発する。
【研究成果】アジアの開発途上国において、飲用井戸水を採取する海外学術調査を実施し、飲用井戸水がヒ素だけでなく種々の元素に汚染されていることを確認
した。さらに、鉄曝露によりヒトに難聴が誘発される可能性を、多変量解析を用いた疫学研究で解明した。動物実験・無細胞系実験等を融合した研究では、メラニンのモリブデン吸着効果を発見した。また、マウスを用いて種々の化学物質の白斑毒性を鋭敏に評価できるシステムの構築に成功した。さらに、元素を含めた化学物質の乾燥肌（dry skin）に対する評価システムの開発を目的の1つとして、モデルマウスを開発し、国際科学誌に公表した。以上のように、飲用水に含まれる有害元素に焦点を当てた包括的環境研究を推進した。さらに、元素吸着効果を持った新規の浄化材の開発に成功し、特許を申請した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ダッカ大学/保健省/Sheikh Mujib医科大学(バングラデシュ)
  • Country Name: BANGLADESH
  • Counterpart Institution: ダッカ大学/保健省/Sheikh Mujib医科大学
  • # of Other Institutions: 1
• [Int'l Joint Research] Institut Cochin/Cnrs/パリデカルト大学(フランス)
  • Country Name: FRANCE
  • Counterpart Institution: Institut Cochin/Cnrs/パリデカルト大学
  • # of Other Institutions: 1
• [Int'l Joint Research] フロリダ国際大学(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: フロリダ国際大学
• [Journal Article] Peptides containing the MXXCW motif inhibit oncogenic RET kinase activity with a novel mechanism of action (2020)
  • Author(s): Takeda K, Kawamoto Y, Nagasaki Y, Okuno Y, Goto Y, Iida M, Yajima I, Ohgami N, Kato M
  • Journal Title: Am J Cancer Res Volume: 10 Pages: 336-349
  • DOI: PMC7017734
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Application of a human mesoderm tissue elongation system in vitro derived from human induced pluripotent stem cells to risk assessment for teratogenic chemicals (2020)
  • Author(s): Ninomiya H, Intoh A, Ishimine H, Onuma Y, Ito Y, Michiue T, Tazaki A, Kato M
  • Journal Title: Chemosphere Volume: 250 Pages: 126124
  • DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.126124
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A new method with an explant culture of the utricle for assessing the influence of exposure to low frequency noise on the vestibule (2020)
  • Author(s): Ohgami N, He T, Negishi-Oshino R, Gu Y, Xiang L, Kato M
  • Journal Title: J Toxicol Environ Health A Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Inhibition of mast cell degranulation by melanin (2019)
  • Author(s): Kawamoto Y, Kondo H, Hasegawa M, Kurimoto C, Ishii Y, Kato C, Botei T, Shinya M, Murate T, Ueno Y, Kawabe M, Goto Y, Yamamoto R, Iida M, Yajima I, Ohgami N, Kato M, Takeda K
  • Journal Title: Biochem Pharmacol Volume: 163 Pages: 178-193
  • DOI: 10.1016/j.bcp.2019.02.015
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] For making a declaration of countermeasures against the falling birth rate from the Japanese Society for Hygiene: summary of discussion in the working group on academic research strategy against an aging society with low birth rate (2019)
  • Author(s): Nomura K, Karita K, Araki A, Nishioka E, Muto G, Iwai-Shimada M, Nishikitani M, Inoue M, Tsurugano S, Kitano N, Tsuji M, Iijima S, Ueda K, Kamijima M, Yamagata Z, Sakata K, Iki M, Yanagisawa H, Kato M, Inadera H, Kokubo Y, Yokoyama K, Koizumi A, Otsuki T
  • Journal Title: Environ Health Prev Med Volume: 24 Pages: 14
  • DOI: 10.1186/s12199-019-0768-x
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Chromium-mediated hyperpigmentation of skin in male tannery workers in Bangladesh (2019)
  • Author(s): Al Hossain A MM, Yajima I, Tazaki A, Xu H, Saheduzzaman M, Ohgami N, Ahsan N, Akhand AA, Kato M
  • Journal Title: Chemosphere Volume: 229 Pages: 611-617
  • DOI: 10.1016/j.chemosphere.2019.04.112
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Adsorption of molybdenum by melanin (2019)
  • Author(s): Chen W, Hashimoto K, Omata Y, Ohgami N, Tazaki A, Deng Y, Kondo-Ida L, Intoh A, Kato M
  • Journal Title: Environ Health Prev Med Volume: 24 Pages: 36
  • DOI: 10.1186/s12199-019-0791-y
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] cVEMP correlated with imbalance in a mouse model of vestibular disorder (2019)
  • Author(s): Negishi-Oshino R, OhgamiN, He T, Ohgami K, Li X, Kato M
  • Journal Title: Environ Health Prev Med Volume: 24 Pages: 39
  • DOI: 10.1186/s12199-019-0794-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Hearing loss in humans drinking tube well water with high levels of iron in arsenic-polluted area (2019)
  • Author(s): He T, Ohgami N, Li X, Yajima I, Oshino R, Kato Y, Ohgami K, Xu Huadong, Ahsan N, Akhand AA, Kato M
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 9 Pages: 9028
  • DOI: 10.1038/s41598-019-45524-1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A unique system that can sensitively assess the risk of chemical leukoderma by using murine tail skin (2019)
  • Author(s): Iida M, Tazaki A, Deng Y, Chen Y, Yajima I, Kondo-Ida L, Hashimoto K, Ohgami N, Kato M
  • Journal Title: Chemosphere Volume: 235 Pages: 713-718
  • DOI: 10.1016/j.chemosphere.2019.06.185
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Histological analysis of the skin in Abca1-deleted mouse: A potential model for dry skin (2019)
  • Author(s): Deng Y, Ohgami N, Iida M, Tazaki A, Intoh A, Kondo-Ida L, Lu R, Tuzuki T, Yokoyama S, Kato M
  • Journal Title: Eur J Dermatol Volume: 29 Pages: 549-551
  • DOI: 10.1684/ejd.2019.3621
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Heat shock protein 70 is a key molecule to rescue imbalance caused by low frequency noise (2019)
  • Author(s): Negishi-Oshino R, OhgamiN, He T, Li X, Kato M, Kobayashi M, Gu Y, Komuro K, Angelidis CE, Kato M
  • Journal Title: Arch Toxicol Volume: 93 Pages: 3219-3228
  • DOI: 10.1007/s00204-019-02587-3
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Impairment of extra-high frequency auditory thresholds in subjects with elevated levels of fasting blood glucose (2018)
  • Author(s): Das A, Sumit AF, Ahsan N, Kato M, Ohgami N, Akhand AA
  • Journal Title: J Otol Volume: 13 Pages: 29-35
  • DOI: 10.1016/j.joto.2017.10.003
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Arsenic levels in cutaneous appendicular organs are correlated with digitally evaluated hyperpigmented skin of the forehead but not the sole in Bangladesh residents (2018)
  • Author(s): Yajima I, Ahsan Nazmul, Akhand AA, Al Hossain A MM, Yoshinaga M, Ohgami N, Iida M, Oshino R, Naito M, Wakai K, Kato M
  • Journal Title: J Expo Sci Environ Epidemiol Volume: 28 Pages: 64-68
  • DOI: 10.1038/jes.2016.70
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Exposure of mice to 1, 2-dichloropropane induces CYP450-dependent proliferation and apoptosis of cholangiocytes (2018)
  • Author(s): Zhang X, Zong C, Zhang L, Garner E, Sugie S, Huang C, Wu W, Chang J, Sakurai T, Kato M, Ichihara S, Kumagai| S, Ichihara G
  • Journal Title: Toxicol Sci Volume: 162 Pages: 559-569
  • DOI: 10.1093/toxsci/kfx272
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A comprehensive study including monitoring, assessment of health effects and development of a remediation method for chromium pollution (2018)
  • Author(s): Yoshinaga M, Ninomiya H, Al Hossain MMA, Sudo M, Akhand AA, Ahsan N, Alim MA, Khalequzzaman M, Iida M, Yajima I, Ohgami N, Kato M
  • Journal Title: Chemosphere Volume: 201 Pages: 667-675
  • DOI: 10.1016/j.chemosphere.2018.03.026
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Increased expression level of Hsp70 in the inner ears of mice by exposure to low frequency noise (2018)
  • Author(s): Ninomiya H, Ohgami N, Oshino R, Kato M, Ohgami K, Li X, Shen D, Iida M, Yajima I, Angelidis C.E., Adachi H, Katsuno M, Sobue G, Kato M
  • Journal Title: Hearing Res Volume: 363 Pages: 49-54
  • DOI: 10.1016/j.heares.2018.02.006
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Manganese in toenails is associated with hearing loss at high frequencies in humans (2018)
  • Author(s): Ohgami N, Li X, Yajima I, Oshino R, Ohgami K, Kato Y, Ahsan N, Akhand AA, Kato M
  • Journal Title: Biomarkers Volume: 23 Pages: 533-539
  • DOI: 10.1080/1354750X.2018.1458153
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Arsenic level in toenails is associated with hearing loss in humans (2018)
  • Author(s): Li X, Ohgami N, Yajima I, Xu H, Iiida M, Ohino R, Ninomiya H, Shen D, Ahsan N, Akhand AA, Kato M
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 13 Pages: e0198743
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0198743
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A disadvantageous effect of adsorption of barium by melanin on transforming activity (2018)
  • Author(s): Omata Y, Yoshinaga M, Yajima I, Ohgami N, Hashimoto K, Higashimura K, Tazaki A, Kato M
  • Journal Title: Chemosphere Volume: 210 Pages: 384-391
  • DOI: 10.1016/j.chemosphere.2018.07.022
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Inflammation drives nitric oxide synthase 2 expression by γδ T cells and affects the balance between melanoma and vitiligo associated melanoma (2018)
  • Author(s): Douguet L, Bod L, Labarthe L, Lengagne R, Kato M, Couillin I, Prevost-Blondel A
  • Journal Title: OncoImmunology Volume: 7 Pages: e1484979
  • DOI: 10.1080/2162402X.2018.1484979
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Label-free imaging of melanoma with confocal photothermal microscopy: Differentiation between malignant and benign tissue (2018)
  • Author(s): Kobayashi T, Nakata K, Yajima I, Kato M, Tsurui H
  • Journal Title: Bioengineering Volume: 5 Pages: 67
  • DOI: 10.3390/bioengineering5030067
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Improvement of balance in young adults by a sound component at 100 Hz in music (2018)
  • Author(s): Xu H, Ohgami N, He T, Hashimoto K, Tazaki Akira, Ohgami K, Takeda K, Kato M
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 8 Pages: 16894
  • DOI: 10.1038/s41598-018-35244-3
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 飲用井戸水の有害元素を標的とした学際的衛生学研究 Multidisciplinary approach to assess the toxicities of elements in drinking water (2020)
  • Author(s): 加藤昌志
  • Organizer: 第90回日本衛生学会学術総会
  • Invited
• [Presentation] 低周波騒音曝露による前庭機能への影響 (2020)
  • Author(s): 大神信孝、He Tingchao、Yuqi Deng、橋本和宜、田崎啓、加藤昌志
  • Organizer: 第90回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] 脂質代謝異常が関連する乾皮症の実験研究 (2020)
  • Author(s): Yuqi Deng、大神信孝、田崎啓、He Tingchao、橋本和宣、加藤昌志
  • Organizer: 第90回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] 非侵襲的生体サンプルに含まれる鉄レベルと聴力の関連 (2020)
  • Author(s): He Tingchao、大神信孝、Yuqi Deng、橋本和宣、田崎啓、加藤昌志
  • Organizer: 第90回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] バングラデシュ皮革工場作業員のクロム曝露により誘発された皮膚疾患 (2020)
  • Author(s): 田﨑啓、Al Hossain MM Aeorangajeb、矢嶋伊知朗、大神信孝、加藤昌志
  • Organizer: 第90回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] メラニンによるモリブデン動態制御 (2020)
  • Author(s): 陳 偉、橋本 和宜、田崎 啓、大神 信孝、 加藤 昌志
  • Organizer: 第90回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] システインを介したRETキナーゼの活性阻害 (2019)
  • Author(s): 武田湖州恵、川本善之、坂川久仁子、川添健司、矢嶋伊知朗、大神信孝、加藤昌志
  • Organizer: 第89回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] メラノサイト系腫瘍に対する非熱プラズマの発がん予防効果 (2019)
  • Author(s): 飯田真知子、小又尉広、矢嶋伊知朗、佐藤あをい、梶原孟仁、田坂涼子、堀勝、加藤昌志
  • Organizer: 第89回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] 水溶解メラニンによるマスト細胞の活性化抑制 (2019)
  • Author(s): 川本善之、近藤 博基、上野有紀、飯田真知子、矢嶋伊知朗、大神信孝、加藤昌志、武田湖州恵
  • Organizer: 第89回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] 生体サンプル中の鉄レベルと聴力異常の相関解析 (2019)
  • Author(s): Tingchao He、大神信孝、李香、Xu Huadong、加藤昌志
  • Organizer: 第89回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] メラニンによるバリウム貯蔵と制御 (2019)
  • Author(s): 橋本和宜、Wei Chen、小又尉広、加藤昌志
  • Organizer: 第89回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] ヒト人工多機能性幹細胞（iPS細胞）を用いた催奇形性評価系の開発 (2019)
  • Author(s): 二宮裕将、大神信孝、加藤昌志
  • Organizer: 第89回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] 生体サンプルのヒ素レベルと聴力異常の関連 (2019)
  • Author(s): 大神信孝、李香、Xu Huadong、Tingchao He、加藤昌志
  • Organizer: 第89回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] 三価クロムによる新たな健康リスク (2019)
  • Author(s): 東村果穂、橋本和宜、矢嶋伊知朗、大神信孝、加藤昌志
  • Organizer: 第89回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] マンガンの飲水曝露による聴覚系への影響 (2018)
  • Author(s): 大神信孝、李香、押野玲奈、加藤昌志
  • Organizer: 第29回日本微量元素学会学術集会
• [Presentation] ヒトのツメに蓄積するマンガンレベルと聴力の関連 (2018)
  • Author(s): Tingchao He、大神信孝、李香、加藤昌志
  • Organizer: 第29回日本微量元素学会学術集会
• [Presentation] 実験研究と疫学研究によるヒ素曝露の難聴リスクの解析 (2018)
  • Author(s): 李香、大神信孝、押野玲奈、加藤昌志
  • Organizer: 第29回日本微量元素学会学術集会
• [Presentation] Comprehensive environmental study for arsenic-polluted well drinking water (2018)
  • Author(s): Masashi KATO, Ichiro YAJIMA, Kazunori HASHIMOTO, Xiang LI, Nobutaka OHGAMI
  • Organizer: 5th International Arsenic Symposium in Miyazaki
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Book] 発酵美容成分の開発 第1章（総論）皮膚色素異常のモデル動物とリスク評価 (2020)
  • Author(s): 田崎啓、飯田真智子、加藤昌志
  • Total Pages: 197
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Book] Plasma medical Innovation of cancer Therapy: Melanoma (2018)
  • Author(s): Iida M, Omata Y, Yajima I, Sato A, Kajiwara T, Tasaka R, Hori M, Kato M
  • Total Pages: 458
  • Publisher: Plasma Medical Science
• [Book] NEW予防医学・公衆衛生学（改定第4版）第3章 産業衛生 (2018)
  • Author(s): 加藤昌志
  • Total Pages: 434
  • Publisher: 南江堂
• [Remarks] 環境労働衛生学
  • URL: https://www.med.nagoya-u.ac.jp/hygiene/
• [Remarks] 名古屋大学大学院医学系研究科環境労働衛生学
  • URL: https://www.med.nagoya-u.ac.jp/medical_J/laboratory/basic-med/social-science/environmental-health/
• [Patent(Industrial Property Rights)] 固化体及びそれを用いた元素吸着材 (2019)
  • Inventor(s): 加藤昌志、橋本和宣
  • Industrial Property Rights Holder: 名古屋大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 特願2019-221966
• [Patent(Industrial Property Rights)] ドクター食器 (2018)
  • Inventor(s): 加藤昌志
  • Industrial Property Rights Holder: 名古屋大学
  • Industrial Property Rights Type: 意匠
  • Industrial Property Number: 第6193555号