近位尿細管領域特異性に着目したアクチニド腎臓内動態評価

重点关注近端肾小管区域特异性的锕系元素肾动力学评估

• 批准号: 21K19684
• 负责人: 武田 志乃
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: National Institutes for Quantum Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19684/
• 关键词: 量子ビーム; 腎臓; ウラン; 重金属; 分布; 内部被ばく; 化学状態分析; 近位尿細管; イメージング; 放射光; 量子ビーム; 腎臓; ウラン; 重金属; 分布; 内部被ばく; 化学状態分析; 近位尿細管; イメージング; 放射光

腎臓における核種動態は、内部被ばく核種の体内残存に大きく寄与することから、腎臓の元素取り込み・排泄機序を明らかにしていく必要がある。体内で代謝された内部被ばく核種の尿からの再吸収の要となる腎臓近位尿細管は、上流からS1、S2、S3の3領域に分かれており、領域特有の物質輸送システムを有する。本研究では、量子ビームサイエンスによる生体内元素分布・化学状態研究と動物実験および近位尿細管領域由来培養細胞を用いた元素動態研究を融合させることにより、内部被ばく核種の腎臓内動態の特性解明に取り組む。尿中排泄量や腎臓取り込みのバルク量として評価してきた従来の内部被ばく核種動態研究、臓器内均一分布と想定した内部被ばく線量・リスク評価体系に対し、尿細管の領域特異性の視点を導入した新たな動態研究、不均一分布を考慮した線量・リスク評価体系の創出を目指す。具体的には、動物および尿細管領域由来培養細胞に対するばく露実験を行い、近位尿細管のS1、S2、S3それぞれの領域への分布・局在様態や元素の取り込み効率の違い、感受性や輸送、蓄積性の領域特性を把握する。尿細管領域由来培養細胞実験から得られた元素輸送系分子機構を動物実験と対応させ、腎臓内動態の元素特異性を示す。令和4年度は尿細管侵襲重金属（カドミウム、プラチナ、ウラン）のばく露後初期モデルについて、SR-XRF（シンクロトロン放射光蛍光X線分析）やマイクロPIXE（荷電粒子励起X線）分析を用いて腎臓内および近位尿細管内元素分布解析を行った。腎臓あるいは尿細管組織構造と元素イメージングを対応させた結果、重金属分布様態の元素特異性が観察された。またS1、S2、S3領域に対応するそれぞれの尿細管領域由来培養細胞を用いて、ウランばく露後のウランおよび内因性元素の細胞内分布動態を解析した。

由于肾脏中的核素动力学极大地有助于内部暴露的核素的残留内部生物，因此有必要阐明肾脏摄取和排泄的机制。近端肾小管是从尿液中重新吸收内部暴露核素并在体内代谢的关键的，分为上游的三个区域：S1，S2和S3，并具有特定区域的材料运输系统。这项研究将通过使用源自近端管状区域的培养细胞的动物实验和元素动力学来融合量子束科学对生物实验的分布和化学状态的研究来阐明内部暴露核素的肾动力学的特征。目的是研究辐射的常规内部核素动力学，该动力学已被评估为尿液排泄和肾脏摄取的大量量，并研究内部剂量和风险评估系统，该系统假设器官内部分布均匀，并创建剂量和风险评估系统，以考虑到异性分布。具体而言，对源自动物和管状区域的培养细胞进行暴露实验，以了解S1，S2和S3区域近端小管的分布和定位，元素摄取效率的差异，以及易感性，运输，运输和积累的易感性特征。从管状区域衍生的培养细胞获得的元素传输系统的分子机制与动物实验相关，显示了肾动力学的元素特异性。在2022年，使用SR-XRF（同步辐射X射线辐射荧光分析）和Micropixe（负责的粒子激发X射线）分析，分析了肾小管浸润性重金属（镉，铂，铀）的早期暴露后模型。由于将肾脏或管状组织结构与元素成像相匹配，因此观察到重金属分布模式的元素特异性。此外，使用与S1，S2和S3区域相对应的管状区域衍生的培养细胞来分析铀暴露后铀和内源性元素的细胞内分布动力学。