NEDOプロジェクト
ナノ粒子特性評価手法の研究開発
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研究開発項目

3. 工業ナノ粒子の有害性評価手法の開発
(1)工業ナノ粒子有害性評価試験の開発
ア.吸入暴露試験法の開発と試験の実施

実施者(所属)

田中勇武, 森本泰夫, 明星敏彦, 大神明, 大藪貴子, 村上昌宏, 山崎小由美, 廣橋雅美, 山本誠, 轟木基, 橋場昌義, 水口要平, 李乗雨(産業医科大学 産業生態科学研究所) 

研究目的

気管内注入試験や吸入暴露試験による工業ナノ粒子の有害性評価手法の開発と評価

内容・成果

気管内注入試験
(1)フラーレンの気管内注入試験
フラーレン(質量基準50%径:33 nm)0.1mg, 0.2mg, 1mgを蒸留水(0.1% Tween 80)に懸濁して, ラットに単回気管内注入した. 陰性対照群には蒸留水(0.1% Tween 80)を注入した. 注入後3日目, 1週間, 1ヶ月, 3ヶ月, 6ヶ月まで解剖した. 検討項目は, 体重, 臓器重量, 肺の病理学的検索, 生化学的解析, 炎症・線維化遺伝子発現の検討, 多臓器の病理学的検索を行った. フラーレン高用量群において肺湿重量の一過性増加, BALFや病理による好中球炎症の一過性の増加, HO-1遺伝子の発現の一過性の増加を認めた. また, 大脳, 小脳, 鼻腔, 精巣, 肝臓, 腎臓, 脾臓の病理組織学的検索において, 有意な病理所見は認められなかった. フラーレンの炎症誘発能は高くないことが示唆された. 引き続き慢性影響を検討する.

ラットの肺湿重量変化

2)多層カーボンナノチューブの気管内注入試験
多層カーボンナノチューブ(質量基準50%径:392 nm)0.2 mg(低用量)または 1 mg(高用量)を蒸留水(Tritonを0.05%含む)に懸濁して, ラットに単回気管内注入した. 陰性対照群には蒸留水(Tritonを0.05%含む)を注入した. 注入後3日目, 1週間, 1ヶ月まで解剖した. 検討項目は, 体重, 臓器重量, 肺の病理学的検索、生化学的解析, 炎症・線維化遺伝子発現の検討, 多臓器の病理学的検索を行った. カーボンナノチューブ低用量では, 一過性の炎症を認めるのみであったが, 高用量では炎症を誘発した. また, 大脳, 小脳, 鼻腔, 精巣, 肝臓, 腎臓, 脾臓の病理組織学的検索において, 有意な病理所見は認められなかった. 急性期だけの内容ではあるが, 多層カーボンナノチューブは炎症を誘発することが示唆された. 慢性期の影響が, より有害性に深く関わるため, 慢性期の影響も引き続き検討する.
吸入曝露試験
1)フラーレン及び比較対照としての酸化ニッケル吸入曝露試験
1ヶ月間(1日6時間, 週5日間, 4週間(計19日間))の吸入曝露を実施した. なお, フラーレンの曝露チャンバー内における平均粒子重量濃度は0.5 ± 0.1 mg/m3(Tweenを含む)であり, 個数濃度は 4.1 × 104 particles/cm3であった.また, 曝露期間中のフラーレン平均個数基準50%径は96 nmとほぼ一定していた. 酸化ニッケル比較対照群の曝露チャンバー内の平均粒子重量濃度は0.2 ± 0.1 mg/m3, 個数濃度は9.2 × 104 particles/cm3であり, 個数基準50%径は59 nmであった. 非曝露群については, 同一のチャンバー内に清浄空気のみを曝露した. 曝露終了後, 3日目, 1ヶ月, 3ヶ月に行った. 検討項目は, 体重, 臓器重量, 肺の病理学的検索, 生化学的解析, 炎症・線維化遺伝子発現の検討, 多臓器の病理学的検索を行った. 3日目においてのみフラーレンの軽度の炎症細胞浸潤を認めたが, 一過性であった. 他の臓器において有意な病変は認められなかった. フラーレンの炎症誘発能は高くないことが示唆された.

総細胞数

2)多層カーボンナノチューブの吸入曝露試験
曝露濃度及び曝露粒径分布をほぼ一定に保って1ヶ月間(1日6時間, 週5日間, 4週間)の吸入曝露を実施した. なお, 多層カーボンナノチューブの曝露チャンバー内における粒子重量濃度は0.37 ± 0.18 mg/m3であった. 陰性対照群として, 非曝露群, 分散剤であるトリトン曝露群の2群を用意した. 曝露終了後, 3日目, 1ヶ月, 3ヶ月後に解剖した. 検討項目は, 体重, 臓器重量, 肺の病理学的検索, 生化学的解析, 炎症・線維化遺伝子発現の検討, 多臓器の病理学的検索を行っている.

外部発表

誌上発表

Myojo T, Oyabu T, Nishi K, Kadoya C, Tanaka I, Ono-Ogasawara M, Sakae H, Shirai T. Aerosol generation and measurement of multi-wall carbon nanotubes. Jourmal of Nanoparticle Research. 2009, 11(1):91-99.

明星敏彦, 大藪貴子, 田中勇武. ナノ粒子のリスクアセスメントについて. 労働衛生工学. 2008, 47: 23-28.

明星敏彦, 大藪貴子, 田中勇武. 作業環境中のナノ粒子の評価の動向. 空気清浄. 2008, 46(2): 36-41.

Morimoto Y, Ogami A, Myojo T, Oyabu T, Murakami M, Hirohashi M, Yamasaki S, Kadoya C, Nishi K, Todoroki M, Yamamoto M , Shimada M, Endoh S, Uchida K, Nakanishi J, Tanaka I. Animal Studies Using Manufactured Nanomaterials with Characterization. NEDO-AIST-OECD International Symposium on the Risk Assessment of Manufactured Nanomaterials abstracts. 2008, p.83-90.

森本泰夫, 田中勇武.ナノ粒子の有害性評価.産業衛生学雑誌.2008, 50(2): 37-48.

明星敏彦, 大藪貴子, 田中勇武.空気質の計測・分析技術(6)ナノ粒子計測技術. 空気調和衛生工学. 2008, 82(1): 61-66.

森本泰夫, 田中勇武. ナノ粒子の生体影響.労働の科学.2007, 62(12): 714-718.

明星敏彦, 大神明, 大藪貴子, 森本泰夫, 田中勇武等. 微粒子(ナノ粒子)のリスクアセスメント9. 粉体工学雑誌. 2007(44): 587-592.

口頭、ポスター発表

森本泰夫, 大神明, 田中勇武. 工業ナノ材料フラーレンによる肺傷害の検討. 第49回日本呼吸器学会. 東京, 2009-06-12/14.

大神明. 工業用ナノ材料の吸入による有害性評価. 第82回日本産業衛生学会 シンポジウム. 福岡, 2009-05-20/22.

大藪貴子, 村上昌宏, 角谷力, 西賢一郎, 廣橋雅美, 森本泰夫, 明星敏彦, 大神明, 山本誠, 轟木基, 山崎小由美, 田中勇武. 酸化ニッケルナノ粒子の気管内注入試験 —肺内滞留性—.第82回日本産業衛生学会. 福岡, 2009-05-20/22.

角谷力, 森本泰夫, 大神明, 明星敏彦, 大藪貴子, 村上昌宏, 西賢一郎, 山本誠, 轟木基, 山崎小由美, 廣橋雅美, 田中勇武. 酸化ニッケルナノ粒子の気管内注入試験 —気管支肺胞洗浄液のサーファクタントの解析—. 第82回 日本産業衛生学会. 福岡, 2009-05-20/22.

轟木基, 森本泰夫, 村上昌宏, 大神明, 大藪貴子, 明星敏彦, 廣橋雅美, 山崎小由美, 西賢一郎, 角谷力, 山本誠, 田中勇武. 酸化ニッケルナノ粒子の吸入曝露実験—ヘムオキシナーゼ1(HO-1)の発現変化—. 第82回日本産業衛生学会. 福岡, 2009-05-20/22.

廣橋雅美, 森本泰夫, 大神明, 村上昌宏, 大藪貴子, 轟木基, 明星敏彦, 山本誠, 角谷力, 西賢一郎, 山崎小由美, 田中勇武. 酸化ニッケルナノ粒子の気管内注入試験—マクロファージケモカインの発現—. 第82回日本産業衛生学会. 福岡, 2009-0-20/225.

西賢一郎, 森本泰夫, 村上昌宏, 大神明, 大藪貴子, 明星敏彦, 山本誠, 轟木基, 角谷力, 廣橋雅美, 山崎小由美, 田中勇武. 酸化ニッケルナノ粒子の気管内注入試験—好中球遊走因子の解析—. 第82回日本産業衛生学会. 福岡, 2009-05-20/22.

明星敏彦, 大藪貴子, 大神明, 廣橋雅美, 村上昌宏, 山本誠, 轟木基, 角谷力, 西賢一郎, 山崎小由美, 森本泰夫, 田中勇武. EC/OC モニターを用いた炭素系工業用ナノ材料の測定. 第82回日本産業衛生学会. 福岡, 2009-05-20/22.

森本泰夫, 廣橋雅美, 轟木基, 山本誠, 村上昌宏, 大神明, 大藪貴子, 明星敏彦, 西賢一郎, 角谷力, 山崎小由美, 田中勇武. キャラクタライズしたフラーレンナノ粒子の気管内注入によるラット肺の好中球遊走因子の解析. 第82回日本産業衛生学会. 福岡, 2009-05-20/22.

村上昌宏, 轟木基, 森本泰夫, 角谷力, 大神明, 明星敏彦, 大藪貴子, 西賢一郎, 廣橋雅美, 山本誠, 山崎小由美, 田中勇武. 酸化ニッケルナノ粒子の気管内注入実験 —ヘムオキシナーゼ1(HO-1)の発現変化—. 第82回日本産業衛生学会. 福岡, 2009-05-20/22.

山本誠, 森本泰夫, 明星敏彦, 大神明, 大藪貴子, 村上昌宏, 廣橋雅美, 西賢一郎, 角谷力, 轟木基, 山崎小由美, 田中勇武. フラーレンナノ粒子吸入曝露実験の生化学的検討. 第82回日本産業衛生学会. 福岡, 2009-05-20/22.

大神明, 森本泰夫. 気管内注入と吸入曝露によるフラーレン(C60)のラット肺への影響. 第25回日本毒性病理学会. 浜松, 2009-01-27/28.

明星敏彦, 大藪貴子, 大神明, 廣橋雅美, 村上昌宏, 山本誠, 轟木基, 角谷力, 西賢一郎, 森本泰夫, 田中勇武, 島田学, 遠藤茂寿, 丸順子. フラーレンエアロゾルのECOCモニターを用いた定量分析. 第48回日本労働衛生工学会. 京都, 2008-11-12/24.

Ogami A, Morimoto Y, Murakami M, Myojo T, Oyabu T, Tanaka I. Biological Effects of Nano-Nickel in Rat Lungs after Administration by Inhalation and by Intratracheal Instillation. Inhaled Particles (X). Sheffield, UK, 2008-09-23/25.

大神明, 森本泰夫, 大藪貴子, 明星敏彦, 村上昌宏, 轟木基, 山本誠, 廣橋雅美, 山崎小由美, 島田学, 遠藤茂寿, 内田邦夫, 中西準子, 田中 勇武. ナノ粒子のキャラクタリゼーションとラット肺における生体影響. 第15回日本免疫毒性学会.東京, 2008-09-11.

Oyabu T, Morimoto Y, Myojo T, Ogami A, Murakami M, Kadoya C, Nishi K, Yamamoto M, Todoroki M, Hirohashi M, Tanaka I, Shimada M, Wang W-N, Endoh S, Uchida K, Nakanishi J. Biopersistence of inhaled and intratracheal instilled nanoparticles in rat lungs. Nanotoxicology 2nd International Conference. Zurich, Switzerland. 2008-09-07/10.

藤田克英, 森本泰夫, 大神明, 明星敏彦, 田中勇武, 島田学, Wei-Ning Wang, 遠藤茂寿, 内田 邦夫, 衣笠晋一, 加藤晴久, 高橋かより, 田尾博明, 稲田征治, 中里哲也, 山本和弘, 福井浩子, 堀江祐範, 吉田康一, 岩橋均, 二木鋭雄, 中西準子. ナノ粒子の生体影響評価への遺伝子発現解析の可能性. 第14回バイオアッセイ研究会・日本環境毒性学会、合同研究発表会. つくば, 2008-08-28.

明星敏彦, 大藪貴子, 大神明, 廣橋雅美, 村上昌宏, 山本 誠, 轟木基, 角谷力, 西賢一郎, 森本泰夫, 田中勇武, 島田学, 遠藤茂寿, 丸順子. フラーレンエアロゾルのECOCモニターを用いた定量分析. 第25回エアロゾル科学・技術研究討論会. 金沢, 2008-08-20.

大神明, 森本泰夫, 村上昌宏, 大藪貴子, 明星敏彦, 西賢一郎, 角谷力, 山本誠, 轟木基, 廣橋雅美, 田中勇武. ナノ粒子の気管内注入試験 異なる粒径のフラーレン気管内注入によるラット肺病理組織学的所見の経時変化. 第81回日本産業衛生学会. 札幌, 2008-06-24/27.

大藪貴子, 角谷力, 村上昌宏, 西賢一郎, 森本泰夫, 明星敏彦, 大神明, 廣橋雅美, 山本誠, 轟木基, 山ア小由美, 田中勇武. ナノ酸化ニッケル粒子の気管内注入試験—肺内滞留性—. 第81回 日本産業衛生学会. 札幌, 2008-06-24/27.

角谷力, 森本泰夫, 大神明, 明星敏彦, 大藪貴子, 村上昌宏, 西賢一郎, 山本誠, 轟木基, 山崎小由美, 廣橋雅美, 田中勇武. ナノ酸化ニッケル粒子の気管内注入試験 — 気管支肺胞洗浄液のサーファクタントの解析—. 第81回日本産業衛生学会. 札幌, 2008-06-24/27.

西賢一郎, 森本泰夫, 村上昌宏, 大神明, 大藪貴子, 明星敏彦, 山本誠, 轟木基, 角谷力, 廣橋雅美, 山崎小由美, 田中勇武. 酸化ニッケルナノ粒子の気管内注入実験 —気管支肺胞洗浄液の好中球遊走因子解析—. 第81回日本産業衛生学会. 札幌, 2008-06-24/27.

村上昌宏, 廣橋雅美, 大神明, 森本泰夫, 明星敏彦, 大藪貴子, 轟木基, 角谷力, 西賢一郎, 山本誠, 山崎小由美, 田中勇武. 酸化ニッケルナノ粒子の気管内注入実験 —ヘムオキシナーゼ1(HO-1)の発現変化―. 第81回 日本産業衛生学会. 札幌, 2008-06-24/27.

森本泰夫. 工業ナノ粒子の有害性評価と現状. 第81回日本産業衛生学会(サテライトシンポジウム). 札幌, 2008-06.

森本泰夫, 大神明, 田中勇武. 気管内注入試験を用いた金属ナノ粒子による肺傷害の検討. 第48回日本呼吸器学会. 神戸, 2008-06-15/17.

Morimoto Y. Animal Studies Using Manufactured Nanomaterials with Characterization. NEDO-AIST-OECD International Symposium on the Risk Assessment of Manufactured Nanomaterials. Tokyo, Japan. 2008-04-23.

大神明, 森本泰夫, 村上昌宏, 明星敏彦, 大藪貴子, 田中勇武. ナノ粒子およびサブミクロン粒子による動物実験−キャラクタリゼーションの重要性−. 第78回日本衛生学会. 熊本, 2008-03-29.

森本泰夫. 気管内注入試験による吸入性化学物質の有害性評価. 第24回日本毒性病理学会. 名古屋, 2008-02-06.

森本泰夫, 大神明, 村上昌宏, 大藪貴子, 明星敏彦, 田中勇武. 金属ナノ粒子による肺傷害の検討. 第7回肺分子病態研究会. 福岡, 2008-01-12.

Myojo T, Tanaka I, Nakanishi J. Research strategy on safety of nanotechnologies in Japan- Introduction of NEDO project (2006-2010) entitled Evaluating Risks Associated with Manufactured Nanomaterials. European NanOSH Conference - Nanotechnologies: A Critical Area in Occupational Safety and Health. Helsinki , Finland, 2007-12-03.

Myojo T, Tanaka I, Nakanishi J. Introduction of NEDO project: Evaluating Risks Associated with Manufactured Nanomaterials. 3rd International Symposium on Nanotechnology, Occupational and Environmental Health. Taipei, Taiwan. 2007-08-29/09-01.

Morimoto Y, Ogami A, Oyabu T, Hirohashi M, Myojo T, Murakami M, Tanaka I. Pulmonary Response of Nanoparticles of Nickel Oxide in Rat. The 18th Japan-China -Korea Joint Conference on Occupational Health. Nagoya, 2007-05-20/22.

Ogami A, Morimoto Y, Oyabu T, Murakami M, Myojo T, Nishi K, Kadoya C, Tanaka I. Pulmonary effects of nickel oxide nanoparticles by inhalation to rats. Japan-Taiwan Science and Technology Seminar. 2007-01-18/19.

Myojo T, Oyabu T, Kadoya C, Nishi K, Tanaka I, Ono-Ogasawara M, Sakae H, Shirai T. Carbon nanotube aerosol: Its generation and determination. Japan-Taiwan Science and Technology Seminar. 2007-01-18/19.

Morimoto Y, Ogami A, Myojo T, Oyabu T, Murakami M, Hirohashi M, Tanaka I. Hazard assessment of particles. Japan-Taiwan Science and Technology Seminar. 2007-01-18/19.

Morimoto Y. Nano-EHS activities among Japanese Universities -Preliminary examination for inhalation studies of nano-particles-. International Council on Nanotechnology - Asian Workshop on International Collaboration on Nanotechnology Environmental Health & Safety. Tokyo, 2006-11-30.

森本泰夫. 繊維状物質からナノ粒子までのハザードアセスメント. 日本エアロゾル学会 エアロゾルシンポジウム:ナノ材料の製造、計測、環境・健康に関するシンポジウム. 東京, 2006-11-29.

明星敏彦. ナノ粒子と呼吸用保護具. 日本エアロゾル学会. エアロゾルシンポジウム:ナノ材料の製造、計測、環境・健康に関するシンポジウム. 東京, 2006-11-28.

明星敏彦(産医大)ナノ粒子の研究の動向.日本エアロゾル学会 エアロゾルシンポジウム:ナノ材料の製造、計測、環境・健康に関するシンポジウム. 東京.2006-11-28.

森本泰夫. 繊維状物質における有害性評価に関わる因子. 日本免疫毒性学会. 倉敷, 2006-09-14.

大藪貴子, 大神明, 森本泰夫, 田中勇武. ナノ粒子の生体へおよぼす影響. 第23回エアロゾル科学・技術研究討論会. 福岡, 2006-08-08.

明星敏彦, 小野真理子, 栄宏和, 白井忠. カーボンナノチューブエアロゾルの発生と測定. 第23回エアロゾル科学・技術研究討論会. 福岡, 2006-08-08.

森本泰夫, 大神明, 大藪貴子, 田中勇武. 繊維状物質の影響. 第23回エアロゾル科学・技術研究討論会. 福岡, 2006-08-08.