ナノマテリアルのヒト健康影響の評価手法に関する研究－全身暴露吸入による肺を主標的とした毒性評価研究－

文献情報

文献番号

201133023A

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研究－全身暴露吸入による肺を主標的とした毒性評価研究－

課題番号

H23-化学・一般-005

研究年度

平成23(2011)年度

研究代表者(所属機関)

今井田　克己(国立大学法人　香川大学　医学部　医学科　病理病態・生体防御医学講座　腫瘍病理学)

研究分担者(所属機関)

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・病理検査部・病理検査室)
小川　幸男(国立医薬品食品衛生研究所・安全性生物試験研究センター・毒性部)
高木　篤也(国立医薬品食品衛生研究所・安全性生物試験研究センター・毒性部)
高橋　祐次(国立医薬品食品衛生研究所・安全性生物試験研究センター・毒性部)

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化学物質リスク研究

研究開始年度

平成23(2011)年度

研究終了予定年度

平成25(2013)年度

研究費

44,590,000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(NM)の有害性は暴露経路により大きく変わることが示されている。人においては、全身暴露による吸入毒性が最も重要であるが、動物実験においては粒子状物質を定量的に吸入暴露させることが設備的にも技術的にも難しい上に、NMが凝集体を作り易く分散性の確保の面で更なる工夫を要するため検討が進んでいない。本研究の目的は、肺に焦点を絞り、工業的ＮＭの全身暴露吸入暴露による人への外挿性の高い有害性情報を獲得する方法を迅速に確立することである。

研究方法

先行研究により、腹腔内投与によって中皮腫発がん性が示された多層カーボンナノチューブ（MWCNT）を全身吸入暴露したマウスの肺を主体とした生体影響を調べる。今年度は、音響式ダスト発生全身暴露吸入装置の制御パラメータの調整を済ませ、MWCNT吸入暴露を実施し、マウスの肺のDNAマイクロアレイ解析、肺への蓄積性の検討を行った。平行して、気管内投与した肺の病理組織学的評価を行った。

結果と考察

全身吸入暴露装置の制御パラメータを最適化し、約0.3mg/m3の質量濃度を4時間維持する条件を確立した。また、MWCNT原末を高度に分散処理する方法(Taquann法)を開発した。肺のDNAマイクロアレイ解析では、免疫反応に関連する遺伝子の増加が検出された。蓄積性の検討では、Taquann法処理-MWCNT（MWCNT-Taq）を吸入した肺には、MWCNT原末を吸入させた肺よりも長いMWCNTが観察された。気管内投与による検討では、MWCNT-Taqの単回投与後28日及び3ヶ月の観察を行い、これまで報告されている10μg/匹よりもさらに低い3.3μg/匹で肺に影響が認められることが示された。肺内でのMWCNTの局在を明らかにするため、MWCNTの光学特性による検出を試みたが局在を同定できなかった。光学顕微鏡では、肺内のMWCNT-Taqを検出するのが困難であった。以上より、分散性が高い検体は凝集体が多いものとは、肺への影響、分布が異なることが示唆された。

結論

音響式ダスト発生全身暴露吸入装置と、MWCNTの分散性を高めるTaquann法の組み合わせにより、凝集体の少ない高度に気相分散されたMWCNTをマウスに吸入させることが可能である。気道が細いマウスから、ヒトへの外挿性が高いデータが得られる有効な手段と考えられる。