in vitro血管モデルを用いた無機ヒ素暴露による心血管疾患の発生機序の解明

利用体外血管模型阐明无机砷暴露引起的心血管疾病的机制

• 批准号: 20K18910
• 负责人: 曹 洋
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: St. Marianna University School of Medicine
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K18910/
• 关键词: 無機ヒ素; メチル化ヒ素; 毒性; 化学形態; 価数; 炎症性サイトカイン; 心血管疾患; 内皮細胞; 社会医学; ヒ素

現在、アジアや中南米諸国での無機ヒ素の飲料水汚染からの大規模な慢性ヒ素中毒は未だに根絶ができず、無機ヒ素暴露による生活習慣病の過剰発生が生じ、一方、非無機ヒ素汚染地域に生活する一般的な人々においても、食事からの無機ヒ素摂取による生活習慣病の増加が深刻な問題として理解されている。しかしながら、無機ヒ素暴露による心血管疾患の発症機序には不明な点が多く存在しており、動物実験の代替となるin vitro試験法が求められている。なお、ヒ素化合物は化学形態と価数により毒性が大きく異なることから、細胞内でのヒ素代謝の解明は重要な研究課題となる。本研究の目的は、ヒトiPS細胞から分化誘導させた血管モデルを用いて、無機ヒ素暴露による心血管疾患の発生原因となる炎症性サイトカインの発現解析について、ヒ素の代謝と価数の役割も考慮し、無機ヒ素とその代謝物による心血管疾患の発生メカニズムを総合的に解明することであり、その最初の課題としてラット正常内皮細胞を用いて検証を試みた。これまでの研究成果から、ラット正常内皮細胞に暴露したヒ素化合物（iAsIII, iAsV, MMAIII, MMAV）は、細胞の生存率、細胞死、酸化的ストレスなどの結果において、それらの毒作用は無機およびメチル化ヒ素に共通して3価は5価ヒ素より明確に強く、そして、メチル化ヒ素は無機ヒ素より強い毒性が生じる。血管内皮におけるヒ素による炎症性サイトカインの動態は検証可能な研究手法であることを明らかにしたことから、本研究の課題である、ヒトiPS細胞から分化誘導させた血管モデルでの研究の重要かつ必要性をあらためて明らかにした。

At present, the inorganic pollutants in beverages and water pollution in Central and South America have caused large-scale chronic pollutant poisoning, which has not been completely eliminated. The living habits and diseases caused by inorganic pollutants exposure have developed excessively. On the one hand, the living habits and diseases caused by inorganic pollutants in non-inorganic pollutant polluted areas have increased and become profound problems. The mechanism of cardiovascular disease is unknown, and animal replacement is possible in vitro. The chemical form, number, toxicity and intracellular metabolism of these compounds are important research topics. The purpose of this study was to investigate the role of differentiation induced by iPS cells in the development of cardiovascular disease, the causes of inflammatory disease, and the development of cardiovascular disease due to exposure to inorganic hormones. The initial task was to test the presence of normal endothelial cells. The results of these studies include: (1) the effects of exposure to different hormone compounds (iAsIII, iAsV, MMAIII, MMAV) in normal endothelial cells on cell survival, cell death, and acidification;(2) the effects of toxicity on different hormone compounds;(3) the effects of toxicity on different hormone compounds; and (4) the effects of toxicity on different hormone compounds. The study of vascular endothelial cell differentiation and induction of inflammatory cells is important for the study of vascular endothelial cells.