ナノマテリアルのヒト健康影響の評価手法に関する総合研究

文献情報

文献番号
201035006A
報告書区分
総括
研究課題名
ナノマテリアルのヒト健康影響の評価手法に関する総合研究
課題番号
H20-化学・一般-006
研究年度
平成22(2010)年度
研究代表者(所属機関)
福島 昭治(中央労働災害防止協会 日本バイオアッセイ研究センター)
研究分担者(所属機関)
  • 鷹屋光俊(独立行政法人労働安全衛生総合研究所)
  • 相磯成敏(中央労働災害防止協会 日本バイオアッセイ研究センター )
  • 甲田茂樹(独立行政法人労働安全衛生総合研究所)
  • 吉田緑(国立医薬品食品衛生研究所)
  • 小川幸男(国立医薬品食品衛生研究所)
  • 長野嘉介(中央労働災害防止協会 日本バイオアッセイ研究センター )
  • 浅倉眞澄(中央労働災害防止協会 日本バイオアッセイ研究センター )
  • 野口忠(中央労働災害防止協会 日本バイオアッセイ研究センター )
  • 山本雅也(国立医薬品食品衛生研究所)
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20(2008)年度
研究終了予定年度
平成22(2010)年度
研究費
38,600,000円
研究者交替、所属機関変更
-

研究報告書(概要版)

研究目的
ナノマテリアルは極めて微細であり一般生活環境や産業現場の気中に拡散し易いため、経気道的に容易に体内に侵入する可能性が高く、ヒトへの健康影響が懸念される。本研究の目的は、ナノマテリアルの経気道暴露によるヒトへの健康影響の評価に役立つ手法を開発することである。
研究方法
ナノマテリアルの経気道暴露による健康影響の評価手法を確立する研究では、各種物理化学的測定によりMWCNTのキャラクタリゼーション、MWCNTのラットへの気管内投与によるMWCNTの肺外への移行の検索、肺のマイクロアレイ解析及び中期発がん試験、ナノマテリアルを取扱う労働現場での電顕及び炭素分析を用いて作業環境測定、酸化チタンのラットへの気管内投与による肺の経時的変化の光顕と電顕による観察、吸入暴露装置の開発を行った。in vitro及びin vivo試験系によるスクリーニング法の研究では、MWCNTの細胞形質転換試験及び気管内投与したgpt delta ラット肺での突然変異性試験を実施した。また、ナノマテリアルの文献情報の収集・整理を行った。
結果と考察
MWCNTのキャラクタリゼーションについては凝集状態や表面の微細構造の解析の必要性が示唆された。MWCNTの気管内投与では、肺に沈着したMWCNTは肝臓、腎臓、脳などの遠隔臓器に除々に移行すること、肺のマイクロアレイ解析の結果、炎症、酸化的ストレス等に関与する遺伝子発現が増加すること、中期発がん試験の結果、DHPN処理による肺の腫瘍発生を修飾する作用がないことが明らかになった。また、ナノマテリアルを取扱う労働現場での作業者への暴露の可能性は少ないと考えられた。酸化チタンの気管内投与では、肺の炎症を引き起こすこと及び肺内のマクロファージに長期間留まることが示された。MWCNT用吸入暴露装置については、音響式の発生器とディスポーザブル暴露チャンバーが完成し、吸入暴露システムを構築した。MWCNTは培養細胞で形質転換を誘発するが、gpt delta ラットでは肺に突然変異誘発性は認められなかった。また、炭素系ナノマテリアル及び金属系ナノマテリアル等の暴露情報、特に吸入暴露に関する情報を収集・整理した。
結論
以上の研究成果は、ナノマテリアルによるヒトの健康への影響の評価手法の確立と機序の解明に資することができる。

公開日・更新日

公開日
2011-05-20
更新日
-

文献情報

文献番号
201035006B
報告書区分
総合
研究課題名
ナノマテリアルのヒト健康影響の評価手法に関する総合研究
課題番号
H20-化学・一般-006
研究年度
平成22(2010)年度
研究代表者(所属機関)
福島 昭治(中央労働災害防止協会 日本バイオアッセイ研究センター)
研究分担者(所属機関)
  • 鷹屋光俊(独立行政法人労働安全衛生総合研究所)
  • 相磯成敏(中央労働災害防止協会 日本バイオアッセイ研究センター )
  • 甲田茂樹(独立行政法人労働安全衛生総合研究所)
  • 吉田緑(国立医薬品食品衛生研究所)
  • 小川幸男(国立医薬品食品衛生研究所)
  • 長野嘉介(中央労働災害防止協会 日本バイオアッセイ研究センター )
  • 浅倉眞澄(中央労働災害防止協会 日本バイオアッセイ研究センター )
  • 野口忠(中央労働災害防止協会 日本バイオアッセイ研究センター )
  • 山本雅也(国立医薬品食品衛生研究所)
  • 平田睦子(国立医薬品食品衛生研究所)
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20(2008)年度
研究終了予定年度
平成22(2010)年度
研究者交替、所属機関変更
-

研究報告書(概要版)

研究目的
ナノマテリアルは極めて微細であり一般生活環境や産業現場の気中に拡散しやすいため、経気道的に容易に体内に侵入する可能性が高く、それによるヒトへの健康影響が懸念される。本研究の目的は、ナノマテリアルの経気道暴露によるヒトへの健康影響の評価に役立つ手法を開発することである。
研究方法
MWCNT の吸入暴露法について発生方法の検討を行った。また、生体内・外のMWCNTの分散状態等(キャラクタリゼーション)を電子顕微鏡観察・金属成分の微量分析・空気中粒子測定などの手法で試みた。MWCNT の経気道暴露による呼吸器への生体影響の評価手法の研究として、ラットを用いた気管内投与実験を行った。MWCNTを単回吸入暴露したラットの神経系器官の超微形態学的検索を行った。MWCNTを気管内投与したラット肺のマイクロアレイ解析を実施した。発がん二段階説に基づいてMWCNTの気管内投与による肺を標的とした中期発がん試験を実施した。培養細胞を用いた遺伝毒性、細胞形質転換試験及びgpt delta ラットを用いた突然変異誘発試験を実施した。また、ナノマテリアルの職業暴露及び吸入毒性に関する公開情報を収集し、整理した。
結果と考察
MWCNTの発生方法検討の結果、音響式発生器を用いた吸入暴露装置を設置した。キャラクタリゼーションの結果、凝集状態や表面の微細構造の解析のさらなる必要性が示唆された。経気道暴露試験の結果、肺毒性の用量相関と脳、腎臓等遠隔臓器への移行を確認し、肺外影響についても検索した。MWCNTの単回吸入暴露によるラット嗅球への形態学的影響は認められなかった。マイクロアレイ解析の結果、MWCNT処理により炎症、酸化的ストレス等に関与する遺伝子発現増加を明らかにした。中期発がん試験の結果、MWCNTはDHPN処理による肺の腫瘍発生を修飾する作用がないことがわかった。培養細胞を用いる遺伝毒性試験による評価手法は、MWCNTの発がん性スクリーニング法として有効であった。これに対し、gpt delta ラットを用いたin vivo 突然変異原試験ではMWCNTによる突然変異の増加は認められなかった。職業暴露に関する十分な情報は得られなかったものの、毒性影響に関しては、試験の結果が蓄積されつつあることがわかった。
結論
以上の研究成果は、ナノマテリアルによるヒトの健康への影響の評価手法の確立と機序の解明に資することができる。

公開日・更新日

公開日
2011-05-17
更新日
-

行政効果報告

文献番号
201035006C

成果

専門的・学術的観点からの成果
ナノマテリアルの利用にあたって最も考慮すべき課題は経気道暴露による有害性である。本研究は、経気道暴露による発がん性が懸念される多層カーボンナノチュ-ブ(MWCNT)に焦点を当て、動物への経気道投与による生体影響や体内動態に関する研究、さらに、中期発がん試験、培養細胞や遺伝子改変動物を用いた遺伝毒性試験で多くの成果を得た。また、吸入暴露装置の開発を行った。これらの研究成果は、ナノマテリアルの経気道暴露によるヒトの健康影響を評価するために有用なデータとなる。
臨床的観点からの成果
該当しない。
ガイドライン等の開発
本研究において、動物への経気道投与により得られた成果は、ナノマテリアルによるヒトへの健康影響、特に一般生活環境や産業現場の空気中に拡散したナノマテリアルの経気道暴露による健康影響を評価するための試験法のガイドラインを策定するための基礎データになる。また、中期発がん試験法、培養細胞や遺伝子改変動物を用いた遺伝毒性試験の開発に関する研究の成果は、種類が多い産業用ナノマテリアル及びナノマテリアル製品の発がん性等の健康影響を短期かつ効率的に評価するためのスクリーニング法の策定に利用できる。
その他行政的観点からの成果
現在、国際協調に基づいた産業用ナノマテリアルの健康影響評価がOECDのもとに進んでおり、日本はMWCNTの健康影響評価のスポンサー国となっている。多層カーボンナノチュ-ブの健康影響に関する本研究の成果は国際的な貢献に資することができる。
その他のインパクト
福島昭治「ナノマテリアルをめぐる労働衛生上の課題と対策」平成21年度労働安全衛生重点研究推進協議会シンポジウム
福島昭治「「ナノマテリアルに関する安全対策の取り組み」平成21年度全国産業安全衛生大会、化学物質管理分科会

発表件数

原著論文(和文)
34件
原著論文(英文等)
9件
その他論文(和文)
0件
その他論文(英文等)
0件
学会発表(国内学会)
35件
学会発表(国際学会等)
7件
その他成果(特許の出願)
0件
「出願」「取得」計0件
その他成果(特許の取得)
0件
その他成果(施策への反映)
0件
その他成果(普及・啓発活動)
3件

特許

主な原著論文20編(論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る)

論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限ります。

原著論文1
Aiso, S.,et.al.
Translocation of Intratracheally Instilled Multiwall Carbon Nanotubes toLung-Associated Lymph Nodes in Rats
Industrial Health , 49 , 215-220  (2011)
原著論文2
Aiso, S.,et.al.
Pulmonary toxicity of intratracheally instilled multiwall carbon nanotubes in male Fischer 344 rats
Industrial Health , 48 , 783-795  (2010)
原著論文3
Takaya, M.,et.al.
Characteristics of multiwall carbon nanotubes for an intratracheal instillation study with rats
Industrial Health , 48 , 452-459  (2010)
原著論文4
Asakura, M.,et.al.
Genotoxicity and cytotoxicity of multi-wall carbon nanotubes in cultured Chinese hamster lung cells in comparison with chrysotile A fibers
Journal of Occupational Health , 52 , 155-166  (2010)

公開日・更新日

公開日
2016-06-21
更新日
-

収支報告書

文献番号
201035006Z