ディーゼル排気ナノ粒子の嗅神経を介した中枢神経系への侵入に関する研究

柴油机尾气纳米颗粒通过嗅觉神经进入中枢神经系统的研究

• 批准号: 08J04062
• 负责人: 坂井 伸光
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J04062/
• 关键词: ナノ粒子; 放射性ナノシリカ粒子; 体内動態; PC12細胞; 蛍光ポリマー粒子; 量子ドット; 粒径; 表面修飾; 粒子表面修飾; エレクトロスプレー; DMA; 蛍光粒子; 金コロイド; 金エアロゾル; 嗅上皮; 嗅球; イメージング

1.放射性ナノシリカ粒子を曝露したマウスにおけるナノ粒子の体内動態の検討本研究では,放射性ナノシリカ粒子懸濁液(粒径37nm)をマウスに点鼻投与し,嗅神経を介した嗅球や脳への移行量を液体シンチレーションカウンターにて定量した。その結果,最大で投与量の3.6%が嗅球で,投与量の2.2%が脳で確認された。一方,放射性シリカ粒子(粒径11nm,130nm)尾静脈投与実験による血中経路での嗅球や脳への移行率は,嗅球では最大で投与量の0.03%,脳では0.16%であった。このため,嗅神経経路の方が血中経路よりも移行率が大きくなった。したがって,中枢神経系へのナノ粒子の移行は血流経路よりも嗅神経経路の方が寄与が大きいことが明らかとなった。この結果は,嗅神経経路がナノ粒子の中枢神経系への主要な移行経路である可能性があり,ナノ粒子の吸入曝露がアルツハイマー病などの神経疾患と結びつく可能性が示唆された。2.PC12細胞を用いたナノ粒子の神経細胞内への侵入メカニズムに関する検討本研究では,ナノ粒子の粒径や表面修飾,曝露時間の違いが神経細胞内(PC12細胞)への侵入量に影響を及ぼすかを検討した。はじめに,粒径の異なる蛍光ポリマー粒子(粒径22nm,100nm,1000nm)を曝露した結果,粒径の小さい粒子ほど細胞内に侵入した粒子数が増加した。次に,表面修飾の異なる粒径10～20nmの量子ドット(カルボキシル基修飾粒子,アミノ基修飾粒子,表面修飾なしの粒子)を曝露した結果,カルボキシル基修飾粒子が最も細胞内に侵入した。このことから,鼻腔に侵入した粒子の粒径,および粒子表面の組成がナノ粒子の嗅神経への侵入に関与していることが示唆された。さらに,放射性シリカナノ粒子(粒径58nm)をPCI2細胞に曝露し,経時的な細胞内侵入量の変化を検討した。その結果,細胞内への侵入量は曝露からの経過時間とともに増加した。したがって,ナノ粒子の鼻腔内での滞留性も嗅神経への侵入に関与すると考えられた。

1. In this study, the in vivo dynamics of radioactive particle suspensions (particle size: 37nm) were studied. The results showed that the maximum dose was 3.6% for olfactory bulb and 2.2% for olfactory bulb. The migration rate of radioactive particles (particle size 11 nm,130nm) injected into the caudal vein was 0.03% and 0.16% respectively. The rate of migration of the central nervous system is very high. The central nervous system is composed of particles that migrate in the opposite direction of the blood flow pathway and olfactory nervous system pathways. The results show that the possibility of major pathways in the central nervous system of olfactory neurons, inhalation exposure of olfactory neurons, and the possibility of neurological disorders due to inhalation exposure of olfactory neurons. 2. To investigate the effects of particle size, surface modification, and exposure time on the amount of intracellular invasion of PC12 cells. As a result of exposure, the number of particles with different particle sizes (particle sizes of 22nm,100nm,1000nm) entering the cell increased. Second, quantum particles with different particle sizes of 10~20nm were exposed. As a result, quantum particles with different particle sizes of 10~20nm were most invasive in cells. The particle size, particle surface composition, and particle odor characteristics of the nasal cavity are related to each other. In addition, changes in the amount of radioactive particles (particle size 58nm) entering PCI2 cells during exposure were investigated. As a result, the amount of intracellular invasion increased due to exposure. In addition, the nasal cavity of the particle is also affected by the invasion of the olfactory nerve.

项目成果

Synchrotron Imaging of Diesel Exhaust Particles in the Olfactory Nerve

嗅觉神经中柴油机尾气颗粒的同步加速器成像

• 发表时间: 2008
• 作者: Y. Matsui;S. Kimoto;N. Sakai;M. Adachi;A. Tsuda;Hiroaki Onuma;松井康人
• 通讯作者: 松井康人

NOVEL NANO PARTICLE INHALATION SYSTEM WITH ELECTRON SPRAY GENERATOR

带电子喷雾发生器的新型纳米颗粒吸入​​系统

• 发表时间: 2009
• 作者: Y. Matsui;S. Kimoto;N. Sakai;M. Adachi;A. Tsuda
• 通讯作者: A. Tsuda

Uptake of Nanoparticles by the Sensory Nerves in the Pulmonary Alveoli of Mice

小鼠肺泡中的感觉神经对纳米颗粒的摄取

• 发表时间: 2008
• 作者: Y. Matsui;S. Kimoto;N. Sakai;M. Adachi;A. Tsuda;Hiroaki Onuma;松井康人;Hiroaki Onuma;大沼宏彰;松井康人
• 通讯作者: 松井康人