文献情報
文献番号
202026008A
報告書区分
総括
研究課題名
生体影響予測を基盤としたナノマテリアルの統合的健康影響評価方法の提案
課題番号
H30-化学-一般-004
研究年度
令和2(2020)年度
研究代表者(所属機関)
渡邉 昌俊(国立大学法人三重大学 医学系研究科)
研究分担者(所属機関)
- 林 幸壱朗(九州大学大学院歯学研究院)
- 中江 大(東京農業大学 応用生物科学 食品安全健康学科 食品安全評価学研究室)
- 大野 彰子(国立医薬品食品衛生研究所 安全性予測評価部)
- 戸塚 ゆ加里(国立研究開発法人国立がん研究センター 研究所・発がん・予防研究分野)
- 花方 信孝(独立行政法人物質・材料研究機構 ナノテクノロジー融合ステーション)
- 三宅 祐一(静岡県立大学 食品栄養科学部)
研究区分
厚生労働科学研究費補助金 健康安全確保総合研究分野 化学物質リスク研究
研究開始年度
平成30(2018)年度
研究終了予定年度
令和2(2020)年度
研究費
15,204,000円
研究者交替、所属機関変更
-
研究報告書（概要版）
研究目的
本研究は、①ナノマテリアルのin vitro安全性評価法の高度化とin vivo実験による当該評価法の検証、②有害性発現経路の確立、③ナノマテリアル毒性試験データベースの作成：試験データ項目の収集・探索・精査、④それらの成果に機械学習などによるin silico生体影響予測を組合せたナノマテリアルの統合的健康影響評価方法を構築することが目的である。最終年度であるため、共通のナノマテリアル（酸化チタンナノ粒子）を使用した点から、まとめる事を目的とした。
研究方法
本研究は、①共培養およびヒト皮膚三次元再構成系などのナノマテリアルのin vitro安全性評価法の高度化とin vivo実験による当該評価法の評価、②in vitro系の実験系からの有害性発現経路の予測、③ナノマテリアル毒性試験データベースの作成：試験データ項目の収集・探索・精査を行なった。
結果と考察
ナノマテリアルのin vitro安全性評価法の高度化に関して、共培養、切片担体培養、ヒト皮膚三次元再構成系を用いて、旧来の二次元培養とは異なる特性およびナノ粒子の性状による細胞反応性の差などを明らかにした。加えて、変異原性試験や小核試験と組み合わせる評価方法を試みた。有害性発現経路の確立に関して、microRNAの発現誘導に着目し、ナノ粒子のROS産生に関わる３種類のmiRNAを抽出し、その標的と思われるタンパク質eIF5を同定した。また、ROS依存性、非依存性の細胞障害の可能性を見出した。機械学習のための予備的準備やナノマテリアル毒性試験データベースの作成、ナノマテリアルの使用状況、安全性などの既存情報の収集・整理を行った。物理化学的性状と毒性を結びつけ、二酸化チタンや酸化シリカナノ粒子を対象に解析を行った。一方入手可能なデータの標準化などの問題も明らかにした。
結論
in vitro系とin silico系の統合を図るべく、共通のナノ粒子（二酸化チタンナノ粒子など）を用い、①ナノマテリアルのin vitro安全性評価法の高度化、③自験、文献などのデータによる生体影響に関するワールドワイドなデータの集積に基づくデータベースの構築の実現化を目指した。特に、③に関しては、二酸化チタンナノ粒子（TiO2 NPs）を対象に、OECDのナノマテリアル安全性評価プログラムにおいて作成されたドシエの評価文書およびナノマテリアルのデータベースeNanoMapperに収載されている物性データと有害性情報の試験データについて収集し、可能な限りの物性について、様々な統計方法による特性解析および毒性評価を行い本解析手法の有用性ついて検討した。ナノマテリアルの安全性評価において、多変量解析法は物性と有害性の関連性について有用な解析手法であることが示唆された。今更ながらであるが、ナノマテリアルの毒性はその工程で含まれる不純物の影響やどの細胞を使用して細胞毒性評価をするかに影響することが判明した。自分たちの特異的なin vitro系評価系による自験データを③に組み込む統合的な評価系の構築の可能性を得ることができた。
公開日・更新日
公開日
2021-11-02
更新日
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