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酸化ストレス応答を指標とした二次生成有機エアロゾルの生体影響評価に関する研究

以氧化应激反应为指标的二次有机气溶胶生物影响评价研究

基本信息

批准号：
13J09149
负责人：
戸次加奈江
金额：
$ 0.7万
依托单位：
National Institute for Environmental Studies
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J09149/
关键词：
二次生成粒子酸化ストレス炎症 HO-1 IL-8

项目摘要

本研究では、ヒト肺上皮細胞における酸化ストレス及び炎症性遺伝子の誘導と、その発生機序について調べ、酸化ストレス反応を中心としたSOAの毒性に関する詳細な科学的知見を得ることを目的としている。本実験に用いた3種類のSOA(α-pinene, m-xylene, 1,3,5-trimethylbenzene (TMB))は、いずれも酸化ストレスマーカーであるheme oxygenase-1 (HO-1)遺伝子の発現を有意に増加させ、特にm-xylene由来のSOAで高い活性を示した。一方で、炎症性のケモカインであるIL-8の誘導はSOA曝露では見られなかった。このSOA曝露によるHO-1の誘導には、主にnuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 (Nrf2)を介した転写活性化が重要であり、さらに、SOAによるNrf2の活性化には細胞外からのカルシウムの流入やphosphoinositide 3-kinase (PI3K)リン酸化酵素が関与していることがわかった。次に、炎症時に肺で産生される腫瘍壊死因子(TNF-α)で細胞処置すると、m-xylene由来SOAによるHO-1の誘導がさらに増加した。また、TNF-α曝露によってIL-8遺伝子の発現が誘導されたが、m-xylene由来SOAはこのTNF-αによるIL-8の誘導をさらに増加させた。以上の結果から、SOAはヒト肺上皮細胞において酸化ストレス反応を誘導するとともに、慢性閉塞性呼吸器疾患(COPD)等の呼吸器系疾患等に見られる肺炎症時において、さらなる病態の悪化を招く可能性が示唆された。これら呼吸器系細胞に対するSOAの毒性に関する情報は、SOAの削減に向けた問題提起や、規制のための根拠となる基礎的データとして重要である。

The aim of this study is to obtain detailed scientific knowledge on the induction, development and toxicity of cellular acidification and inflammatory pathways in lung epithelial cells. In this paper, three kinds of SOA(α-phenylene, m-xylene, 1,3,5-trimethylbenzene (TMB)) were used, and the development of heme oxygenase-1 (HO-1) gene was intentionally increased, especially the high activity of SOA derived from m-xylene. A side, inflammatory and inflammatory response to IL-8 induced SOA exposure The induction of HO-1 in response to SOA exposure is mainly mediated by the activation of nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 (Nrf2). The activation of Nrf2 in response to SOA exposure is mainly mediated by the extracellular influx of phosphoinositide 3-kinase (PI3K). The production of tumor necrosis factor (TNF-α) in the lungs during inflammation and cell processing increases with the induction of HO-1 by SOAs. The expression of IL-8 gene induced by TNF-α exposure increased, while the expression of IL-8 gene induced by TNF-α in m-xylene increased. The above results indicate the possibility of pulmonary inflammation induced by SOA-induced pulmonary epithelial cell acidification and respiratory system diseases such as chronic respiratory disease (COPD). The information on SOA toxicity in respiratory system cells is important to raise and regulate the root cause of SOA reduction