PM2.5が引き起こす呼吸器障害メカニズムを解明~呼吸器感染重症化や慢性呼吸器疾患の予防法の確立が期待~

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2025-05-29 医薬基盤・健康・栄養研究所

国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所と大阪大学などの共同研究チームは、大気汚染物質PM2.5が呼吸器障害を引き起こすメカニズムを解明しました。PM2.5に含まれる多環芳香族炭化水素(PAHs)が酸化ストレスを誘発し、有害な反応性アルデヒドを生成。これが気道の繊毛機能を損ない、粘液繊毛クリアランスを低下させることが判明しました。さらに、アルデヒド分解酵素ALDH1A1が損傷した繊毛の修復に重要であり、その活性を高める化合物の投与で機能回復が促進されることも確認されました。この成果は、呼吸器感染症や慢性疾患の予防法開発に貢献することが期待されます。

PM2.5が引き起こす呼吸器障害メカニズムを解明~呼吸器感染重症化や慢性呼吸器疾患の予防法の確立が期待~

<関連情報>

アルデヒド代謝は大気汚染曝露に対する粘膜クリアランスの回復力を支配する Aldehyde metabolism governs resilience of mucociliary clearance to air pollution exposure

Noriko Shinjyo, Haruna Kimura, Tomomi Yoshihara, Jun Suzuki, Masaya Yamaguchi, Shigetada Kawabata, Yasutaka Okabe
Journal of Clinical Investigation
DOI:https://doi.org/10.1172/JCI191276

Abstract

Air pollution is a serious environmental threat to public health; however, the molecular basis underlying its detrimental effects on respiratory fitness remains poorly understood. Here, we show that exposure to particulate matter ≤2.5 µm (PM2.5), a significant fraction of air pollutants, induces the generation of reactive aldehyde species in the airway. We identified aldehyde dehydrogenase 1A1 (ALDH1A1), which is selectively expressed in airway epithelium, as an enzyme responsible for detoxifying these reactive aldehyde species. Loss of ALDH1A1 function results in the accumulation of aldehyde adducts in the airway, which selectively impairs mucociliary clearance (MCC), a critical defense mechanism against respiratory pathogens. Thus, ALDH1A1-deficient mice pre-exposed to PM2.5 exhibited increased susceptibility to pneumonia. Conversely, pharmacological enhancement of ALDH1A1 activity promoted the restoration of MCC function. These findings elucidate the critical role of aldehyde metabolism in protecting against PM2.5 exposure, offering a potential target to mitigate the negative health consequences of air pollution.

医療・健康
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