2023 Fiscal Year Research-status Report
慢性タバコ煙曝露システムを用いた加熱式タバコエアロゾルによる肺傷害の解析
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20K08575
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
佐藤 匡 順天堂大学, 医学部, 准教授 (10596993)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
瀬山 邦明 順天堂大学, 医学部, 教授 (10226681)
田島 健 順天堂大学, 医学部, 准教授 (50384102)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 加熱式タバコ / 慢性閉塞性肺疾患 / 喫煙 / 肺気腫 / プロピレングリコール / 末梢気道上皮細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
加熱式タバコから生じるエアロゾルは従来の燃焼式タバコ煙よりも既知の有害物質の含有が少なく安全な製品と考えられ、若者を中心に急速に普及しているが、主成分は電子タバコと同様にプロピレングリコールとグリセオールであり、電子タバコにおける既知の知見から安全性には疑問が残る。また、長期間曝露による呼吸器系をはじめとする生体への影響は不明である。そこでわれわれは、従来使用していた慢性タバコ煙曝露に関する肺傷害の解析システムを加熱式タバコに応用し、加熱式タバコの長期曝露が生体に与える影響について検討を行った。具体的には、マウスにIQOSエアロゾルを6カ月間曝露させた結果、燃焼式タバコと同等の肺気腫を生じ、その機序としてアポトーシスが深く関与していることを見出した。さらに、IQOSエアロゾルの主要成分であるプロピレングリコール(PG)やグ
リセロール(Gly)をヒト末梢気道上皮細胞(SAECs)に曝露したところ、とりわけPG曝露において、SAECsに対するDNA障害や細胞増殖の抑制、さらにアポトーシス誘導性が明らかとなり、それらはCOPD患者由来のSAECsにおいてより強調されることを見出した。またわれわれは、マウスへの加熱式タバコエアロゾル曝露実験において、マウス肺のマイクロCTによる時系列変化を観察しているが、加熱式タバコと燃焼式タバコの肺気腫形成のタイムコースに相違がみられている。燃焼式タバコによる肺気腫の発症に老化細胞が関与することが明らかになってきているが、もしかすると加熱式タバコによる肺気腫形成においては老化細胞の動態が異なっている可能性がある。これを検証することで、近い将来臨床的に問題となることが懸念される加熱式タバコの長期使用による肺気腫の発症予想と対策に寄与する結果が得られるものと考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題のうち、マウスに対する慢性タバコ煙および加熱式タバコエアロゾル曝露実験に関しては、加熱式タバコによる肺気腫形成機序の詳細な解明を行い、すでにAmerican Journal of Physiology Lung Cellular and Molecular Physiology誌に論文が掲載となっている。さらに、ヒト末梢気道上皮細胞を用いた研究についても、プロピレングリコールによる末梢気道上皮細胞に対する傷害性という新規知見が得られ、Respiratory Research誌に論文発表をすることができた。一連の実験を支えているタバコ煙曝露装置SG-300については、製造元である柴田科学との連携が継続され、定期的なメンテナンスを実施することができており、実験を計画的に進捗することができた。以上の理由から本研究は概ね順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題で得られたこれまでの結果から、IQOSをはじめとする加熱式タバコの長期使用により、従来のタバコと同様の肺気腫病態が生じることが示唆されるが、肺気腫に至るメカニズムやタイムコースは従来のタバコと加熱式タバコでは異なる可能性が考えられる。今後、マウスを用いた曝露実験を追加施行し、マウス肺組織の詳細な時系列解析を、老化細胞に注目して実施することで、加熱式タバコによる肺気腫の発症様式が燃焼式タバコとどのように異なるのかを明らかにし、さらに、これまでのin vitro研究に基づき、気道上皮細胞に焦点を当てた詳細な解析により、肺気腫発症メカニズムの違いの解明を目指す。
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| Causes of Carryover |
当該年度においては、他の原資にて、実験消耗品および実験助手に係る人件費の支出の多くをまかなうことができたため、研究代表者の学会参加費、学内施設利用料および分担者の消耗品に対する支出など、本研究費の使用は最小限に留まった。
次年度においては、2024年4月に予定されている日本呼吸器学会学術講演会の参加費、学内施設利用料および曝露装置のメンテナンスに係る費用等への使用を予定している。
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[Presentation] Propylene glycol, a component of electronic cigarette liquid, damages epithelial cells in human small airways2023
Author(s)
Moegi Komura, Tadashi Sato, Hitomi Yoshikawa, Naoko Arano Nitta, Yohei Suzuki, Kengo Koike, Yuzo Kodama, Kuniaki Seyama, Kazuhisa Takahashi
Organizer
第63回日本呼吸器学会学術講演会
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