カーボンナノチューブの毒性発現機構の一端を解明 ~免疫細胞が病原体と誤認識して過剰応答~

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2021-02-10 立命館大学,東北大学,科学技術振興機構

ポイント
  • カーボンナノチューブ(CNTs)の研究と利用は年々急増している一方で、CNTsのアスベスト様の毒性が懸念されているが、その毒性発現機構は長い間不明であった。
  • 世界で初めてCNTsを認識する免疫受容体を発見し、マクロファージがその受容体を介してCNTsを取り込むことによって起きる炎症応答がCNTs毒性発現の発端となることをマウス実験で明らかにした。
  • CNTs曝露による肺疾患の治療法の開発、および安全なCNTsの設計・開発につながることが期待される。

立命館大学 薬学部の中山 勝文 教授、東北大学 大学院情報科学研究科の木下 賢吾 教授、大森 聡 博士研究員らの共同研究グループは、カーボンナノチューブ(CNTs)を認識する免疫受容体を発見しました。

CNTsはエレクトロニクス、エネルギー、バイオなど多岐にわたる分野での用途が期待されている次世代ナノ材料ですが、アスベストと同様に生体内に入るとマクロファージに効率良く取り込まれ、そのマクロファージ炎症応答により毒性を示すことが動物実験で報告されています。しかし、炭素のみで構成されるCNTsがなぜマクロファージに取り込まれるのか、その毒性発現機構は長い間不明でした。

本研究グループは、マクロファージがTim4という免疫受容体を介してCNTsを捕獲して細胞内に取り込み、このマクロファージ炎症応答が引き金となって中皮腫様の病態が起きることをマウス実験から明らかにしました。

今後、CNTsにより引き起こされうる肺疾患においてTim4経路を阻害する治療法の開発や、Tim4に結合しない毒性の低いCNTsの開発につながることが期待されます。

本研究成果は、2021年2月9日(米国東部時間)発行の米国科学誌「Cell Reports」のオンライン版で公開されます。

本研究成果は、JST 戦略的創造研究推進事業さきがけ「マクロファージによる粒子状物質パターン認識機構の解明」(研究者:中山 勝文)の一環で得られました。

詳しい資料は≫

<論文タイトル>
“Tim4 Recognizes Carbon Nanotubes and Mediates Phagocytosis Leading to Granuloma Formation”
(Tim4はカーボンナノチューブを認識して細胞内に取り込み、肉芽腫形成に関与する)
DOI:10.1016/j.celrep.2021.108734
<お問い合わせ先>

<研究に関すること>
中山 勝文(ナカヤマ マサフミ)
立命館大学 薬学部 免疫微生物学研究室 教授

<JSTの事業に関すること>
保田 睦子(ヤスダ ムツコ)
科学技術振興機構 戦略研究推進部 ライフイノベーション・グループ

<報道担当>
立命館大学 BKCリサーチオフィス 研究広報
東北大学 大学院情報科学研究科 広報室
科学技術振興機構 広報課

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