Effect of microplastic particles incorporated into cells on lysosomal function

微塑料颗粒掺入细胞对溶酶体功能的影响

• 批准号: 21K05940
• 负责人: 中川 博史
• 金额: $ 2.08万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University (2022)Osaka Prefecture University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05940/
• 关键词: 微小プラスチック; ポリスチレン; リソソーム; オートファゴソーム; エンドソーム; Caco-2細胞; オートファジー

経口摂取された微小プラスチックが消化管粘膜にどのような毒性を与えるのかを明らかにする必要がある。培養腸管上皮細胞に取り込まれた微小プラスチック粒子がリソソームに集積する事例に着目し、プラスチック粒子のリソソームの機能に対する影響について検討を行い、微小プラスチック毒性の新たな作用点・作用機序の解明を目的とした。腸管上皮モデル細胞株であるCaco-2細胞を用いて、直径0.1 μmのポリスチレンビーズを細胞に取り込ませた結果、特異的な細胞死や増殖抑制は見られなかったものの、リソソームの膨化が観察された。2022年度実施予定であった研究内容の改善法として、細胞内に取り込まれたビーズ量を測定するために、ビーズの蛍光強度を生細胞イメージングにて検出していたが、手技の安定性および検出感度の問題があり定量的なデータ解析に難があると考えられため、固定標本による通常の蛍光顕微鏡観察をもって細胞内取り込み量の検出・定量化を試みた結果、より定量的な解析に適したデータが得られるようになった。リソソームの障害の一つであるリソソーム膜の不完全性（膜透過性の亢進）を検出しようと試みた。リソソームの腔内に局在する酵素カテプシンの減少を免疫蛍光法で検出したが、細胞質内への漏出を示す細胞質内でのカテプシン酵素活性を検出することが出来ず、証明には至らなかった。そこでリソソーム膜透過性亢進の最も鋭敏な検出法である蛍光タグ付加Galectin3発現プラスミドの細胞への導入を試みたが、実用に足る遺伝子導入効率の条件を探し出せず、実験結果は限定的な物に留まっている。また前年度に得られた結果である、オートファジーにポリスチレンビーズ取り込みが与える影響についての評価のため、蛍光体タグ付加LC-3B発現プラスミドの細胞への導入も試みたが、実用に足る遺伝子導入効率の条件を探し出せず、実験結果は限定的な物に留まっている。

有必要澄清摄入的微塑料对胃肠粘膜的毒性。我们以培养的肠上皮细胞摄取的微小塑料颗粒在溶酶体中积累的情况为中心，研究了塑料颗粒对溶酶体功能的影响，旨在阐明塑料微粒毒性的新作用点和机制等。使用肠上皮模型细胞系Caco-2细胞，当将直径0.1μm的聚苯乙烯珠掺入细胞中时，没有观察到特异性细胞死亡或生长抑制，但观察到溶酶体肿胀。作为计划于2022年进行的研究内容的改进方法，使用活细胞成像检测珠子的荧光强度，以测量进入细胞的珠子的量，但该过程和检测的稳定性被认为由于灵敏度问题，定量数据分析很困难，因此我们尝试使用固定标本使用传统荧光显微镜检测和量化细胞摄取量，并发现它更适合定量分析。我们试图检测溶酶体膜缺陷（膜通透性增加），这是溶酶体疾病之一。尽管免疫荧光用于检测位于溶酶体腔内的组织蛋白酶的减少，但不可能检测到细胞质内的组织蛋白酶活性，这表明渗漏到细胞质中，并且无法证明这一点。因此，我们尝试将荧光标记的Galectin3表达质粒引入细胞中，这是检测溶酶体膜通透性增加的最灵敏的方法，但我们无法找到实用的基因转移效率的条件，并且实验结果受到限制。 。此外，为了评估聚苯乙烯珠掺入对自噬的影响（这是前一年获得的结果），我们尝试将荧光团标记的LC-3B表达质粒引入细胞中，但基因引入对于实际应用来说是足够的。由于无法找到有效的条件，实验结果仍然有限。

项目成果

Enhancement of Azithromycin Action in Caco-2 Cells by the Presence of Polystyrene Particles

聚苯乙烯颗粒的存在增强阿奇霉素在 Caco-2 细胞中的作用

• 发表时间: 2022
• 作者: Daichi Yoshizumi;Kazuhiko Nishimura;Hiroshi Nakagawa
• 通讯作者: Hiroshi Nakagawa

Caco-2細胞におけるポリスチレン粒子取り込みへのNa+/H+ exchangers (NHE)阻害剤の影響

Na+/H+ 交换器 (NHE) 抑制剂对 Caco-2 细胞中聚苯乙烯颗粒摄取的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 中川博史;Haque Md. Anamul;西村和彦
• 通讯作者: 西村和彦

HepG2細胞のエリスロポエチン産生に及ぼすNicotinamide phosphoribosyltransferaseの影響

烟酰胺磷酸核糖基转移酶对 HepG2 细胞促红细胞生成素产生的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 辻 恵吾;西村 和彦;中川 博史
• 通讯作者: 中川 博史

Evaluation of the effects of polystyrene particles on lysosome function in Caco-2 cells

聚苯乙烯颗粒对 Caco-2 细胞溶酶体功能影响的评估

• 发表时间: 2021
• 作者: Nakagawa H; Nishimura K
• 通讯作者: Nishimura K

Effect of long-term treatment with trivalent chromium on erythropoietin production in HepG2 cells.

三价铬长期治疗对 HepG2 细胞促红细胞生成素产生的影响。

• DOI: 10.1016/j.abb.2023.109872
• 发表时间: 2023-12-01
• 期刊: Archives of biochemistry and biophysics
• 影响因子: 3.9
• 作者: K. Nishimura;Suzuka Iitaka;Takuya Sakaki;Keigo Tsuji;Akari Yoshimoto;Md Anamul Haque;Hiroshi Nakagawa
• 通讯作者: Hiroshi Nakagawa