サイクロン装置で採取した公共的屋内空間中PM2.5の生体影響と影響決定成分の同定

识别使用旋风装置收集的公共室内空间中 PM2.5 的生物效应和影响决定成分

基本信息

批准号：
20K20614
负责人：
高野裕久
金额：
$ 16.64万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-07-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K20614/
关键词：
サイクロン生体影響影響成分公共的屋内空間 PM2.5

项目摘要

屋外に比較し、屋内におけるPM2.5の濃度、発生源、構成成分、健康影響に関する知見は乏しい。本計画では、『サイクロン技術を適用した先進的装置を用い、種々の公共的屋内空間でPM2.5を採取する。採取微粒子そのものを、抽出操作を加えることなく、細胞や動物に直接曝露し、生体影響を評価する。これにより、当該PM2.5のハザードを同定するとともに、屋外で採取した微小粒子と生体影響の異同を比較・検討する。一方、金属や炭素、生物成分を中心とする成分分析を実施し、屋外の微小粒子成分との異同を比較・検討する。また、生体影響を決定する要因や成分を同定するとともに、粒子間の異同を明らかにする。』ことをめざしている。前年度までに、屋外大気粒子ではCu(II)の割合が多かったのに対し、地下鉄構内ではCu(I)が存在する可能性が示された。そこで本年度は、Cu(II)とCu(I)の代表例としていずれも不溶性のCuOとCu2Oを対象とし、ヒト肺胞基底上皮腺癌細胞A549、およびヒト単球系白血病細胞株THP-1から分化誘導したマクロファージ様細胞に曝露した。その結果、何れの場合でもCuOと比較してCu2Oの方が強い細胞障害性を示した。地下鉄構内PM2.5の主要成分である酸化鉄粒子（Fe2O3, Fe3O4）による影響評価についても、引き続き検討を進めた。気道上皮細胞においては、細胞内活性酸素種生成反応の触媒となる細胞内Fe2+の濃度が酸化鉄粒子の曝露によって増加した。血管内皮細胞については、細胞活性の低下、乳酸脱水素酵素の上昇、催炎症性サイトカインの上昇、線溶系調節因子および血管収縮に関わる分子の変動が認められた。また、マウスに酸化鉄粒子を気管内投与した結果、気管支肺胞洗浄液中総細胞数、マクロファージ数、好中球数およびサイトカイン産生量の増加が認められた。Feに関しても価数による相違が認められた。

与室外相比，人们对室内PM2.5的浓度、来源、成分以及健康影响的了解较少。在该项目中，“将使用采用旋风技术的先进设备从各个公共室内空间收集 PM2.5。”将收集的微粒本身直接暴露于细胞或动物，无需任何提取程序，并评估其生物学效应。通过此，我们将识别PM2.5的危害，并比较和检查与室外收集的微粒子的生物效应的差异。另一方面，以金属、碳、生物成分为中心进行成分分析，与室外微粒子成分进行比较、检验差异。此外，我们将确定决定生物效应的因素和成分，并阐明颗粒之间的差异。 “我们的目标就是这样做。”直到去年，Cu(II)在室外大气颗粒物中所占比例很高，但有研究表明，Cu(I)可能存在于地铁场所中。因此，今年，我们重点关注 CuO 和 Cu2O，它们是 Cu(II) 和 Cu(I) 的代表性例子，它们均不溶于暴露于诱导分化的巨噬细胞样细胞。因此，在所有情况下，Cu2O 均表现出比 CuO 更强的细胞毒性。我们还继续评估氧化铁颗粒（Fe2O3、Fe3O4）的影响，氧化铁颗粒是地铁场所内 PM2.5 的主要成分。在气道上皮细胞中，催化细胞内活性氧产生的细胞内 Fe2+ 浓度因暴露于氧化铁颗粒而增加。对于血管内皮细胞，观察到细胞活性降低、乳酸脱氢酶增加、促炎细胞因子增加以及纤溶系统调节剂和参与血管收缩的分子的变化。此外，通过对小鼠气管内施用氧化铁颗粒，观察到支气管肺泡灌洗液中的总细胞计数、巨噬细胞计数、中性粒细胞计数和细胞因子产生增加。关于Fe，也观察到了取决于化合价的差异。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

サイクロン法で採取された粒子中遷移金属のXAFSによる化学状態解析

利用 XAFS 对旋风分离器法收集的颗粒中的过渡金属进行化学状态分析

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
齋藤克知;奥田知明;長谷川就一;西田千春;原圭一郎;林政彦
通讯作者：
林政彦

Characterization of Elemental Composition and Valence State of Cyclone-collected Aerosol Particles Using EDXRF and XAFS at Three Sites in Japan

使用 EDXRF 和 XAFS 在日本三个地点表征旋风收集的气溶胶颗粒的元素组成和价态

DOI：
10.5572/ajae.2021.137
发表时间：
2022-06-01
期刊：
Asian Journal of Atmospheric Environment
影响因子：
1.5
作者：
Weidong Jing;K. Saito;Takuma Okamoto;Hibiki Saito;Kazuki Sugimoto;C. Nishita;K. Hara;M.
通讯作者：
M.

酸化鉄粒子が呼吸器細胞に与える影響

氧化铁颗粒对呼吸细胞的影响