2014 Fiscal Year Research-status Report
ナノ粒子による炎症反応誘導機構の解明と炎症性疾患のリスク評価法の開発
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25460798
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| Research Institution | Sugiyama Jogakuen University |
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Principal Investigator |
及川 佐枝子(多田佐枝子) 椙山女学園大学, 生活科学部, 講師 (90610585)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
市原 学 東京理科大学, 薬学部, 教授 (90252238)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / 二酸化チタン / 炎症反応 / インフラマソーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノ材料は、次世代の産業基盤技術として期待されているが、安全性評価法の確立は進んでいない。ナノ粒子曝露による生体への影響としては、酸化ストレスおよび炎症反応の惹起が考えられ、炎症性疾患の誘導あるいは増悪に関与する可能性がある。タンパク質複合体のインフラマソームの中でも特にNLR pyrin domain containing 3（Nlrp3）インフラマソームは、炎症反応の過程で重要な働きをしていることが報告されている。本年度は、二酸化チタンナノ粒子曝露による炎症反応の過程におけるNlrp3発現の検討を行った。種々の粒径の二酸化チタンナノ粒子（一次粒径：50～250nm）を、ヒト単球細胞THP-1をphorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) で刺激しマクロファージ様に分化させた細胞に暴露した。まず、細胞毒性作用は、一次粒径が小さい二酸化チタンナノ粒子（一次粒径：50nm)の方が大きいもの（一次粒径：100～250nm）より強い傾向にあった。また、細胞内活性酸素種（ROS)は、一次粒径が小さいほど多く産生された。次にウェスタンブロット法によってNlrp3発現の解析を行った結果、同様に一次粒径が小さいほどNlrp3が発現する傾向が見られた。Nlrp3インフラマソームは、炎症性サイトカインIL-1βの産生に関与することが知られていることから、今後、さらにIL-1βなどの炎症関連因子の発現についても解析を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は、二酸化チタンナノ粒子のヒトマクロファージ様細胞への曝露による炎症反応誘導過程におけるNlrp3の発現の解析を中心に検討を行った。ウェスタンブロット法を用いて解析したが、結果を得るのが難しく、何度か追試を重ねる必要があった。しかし、一次粒径が小さい二酸化チタンナノ粒子の方が大きいものより強く発現する傾向が見られたため、今後追試を重ね、確実な結果を得て検討する予定である。また、Nlrp3に関連して産生する炎症性サイトカインIL-1βについても現在解析を進めている。ウェスタンブロット法を用いたタンパク質発現の解析は、目的とするタンパク質によっては安定した結果が得られるまで実験条件の検討を重ねる必要がある。今回、Nlrp3およびIL-1βの解析については、安定した結果が得られず、実験条件の検討に時間がかかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、Nlrp3に関連する炎症性サイトカインIL-1βの発現だけでなく、他の炎症関連因子（IL-8, TNF-αなど）についても解析を進めていく予定である。また、種々のナノ粒子（二酸化チタン、酸化亜鉛など）について、ヒトマクロファージ様細胞を用いてスカベンジャーレセプター（SR-A，MARCO，CD36など）の発現を解析し、ナノ粒子取り込みへの関与を検討する。また、ヒト大腸上皮細胞とヒトマクロファージ様細胞を共培養し、ナノ粒子暴露により大腸上皮細胞がどのような影響を受けるかについても検討していく予定である。さらに動脈硬化モデル動物にナノ粒子を気管内投与し、初期動脈硬化病変である血管内脂肪沈着を解析することで動脈硬化の増悪を評価する。以上より、ナノ粒子の炎症反応誘導機構を明らかにし、炎症性腸疾患や動脈硬化への誘導・増悪効果の検討を行う。
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| Causes of Carryover |
今年度は、ナノ粒子のヒトマクロファージ様細胞への暴露による炎症反応誘導機構の解明を中心に検討を行った。Nlrp3発現の解析に時間を要し、研究が遅れていたため全額使用ができなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度は、ナノ粒子の詳細な粒度測定など、機器分析の委託費として使用する予定である。
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[Journal Article] Synergistic effect of bolus exposure to zinc oxide nanoparticles on bleomycin-induced secretion of pro-fibrotic cytokines without lasting fibrotic changes in murine lungs.2014
Author(s)
Wu W, Ichihara G, Hashimoto N, Hasegawa Y, Hayashi Y, Tada-Oikawa S, Suzuki Y, Chang J, Kato M, D'Alessandro-Gabazza CN, Gabazza EC, Ichihara S.
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Journal Title
Int J Mol Sci
Volume: 16
Pages: 660-676
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Synergistic effect of exposure to zinc oxide nanoparticle on inflammatory response to bleomycin-induced pulmonary fibrosis in mice.2014
Author(s)
Wenting Wu, Gaku Ichihara, Naozumi Hashimoto, Yoshinori Hasegawa, Yasuhiko Hayashi, Masashi Kato, Saeko Tada-Oikawa, Yuka Suzuki, Jie Chang, Corina N. D'Alessandro-Gabazza, Esteban C. Gabazza, Sahoko Ichihara
Organizer
フォーラム2014 衛生学・環境トキシコロジー
Place of Presentation
つくば市
Year and Date
2014-09-19 – 2014-09-20
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