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ガス交換能を有する肺胞モデルの開発と健康影響評価への応用 (平成 13年度)
Development of alveolar model endowed with gas exchange function and application for risk assessment

予算区分
CA 文科-原子力
研究課題コード
0004CA072
開始/終了年度
2000~2004年
キーワード(日本語)
肺胞組織同等体, 基底膜, 血管内皮細胞, 肺胞上皮細胞, ガス交換能
キーワード(英語)
ALVEOLAR TISSUE EQUIVALENT, BASEMENT MEMBRANE, ENDOTHELIAL CELLS, EPITHELIAL CELLS, GAS EXCHANGE

研究概要

これまで呼吸器系に対する大気汚染物質の影響は、呼吸機能に関する生理学的研究、気道および肺胞上皮組織の病変に関する組織化学的研究、あるいは免疫細胞の機能に関する研究等によって評価されて来た。しかし、これらの実験動物を用いた暴露実験を主体とする研究では、ガス暴露装置の制約を強く受け、大気環境中に数多くの汚染物質が共存しその複合汚染が危惧される状況に、適切に対処できない恐れがある。この様な状況を踏まえ、「環境化学物質に対するバイオエフェクトセンサーの開発」(平成7−11年度)では、U型肺胞上皮細胞と肺線維芽細胞を用いて、影響評価用肺胞上皮組織を人工薄膜上に再構築した。本研究では、この人工肺胞上皮組織が環境汚染物質を細胞培養液に溶解させた形で影響評価することを前提としていた点を解消すべく、ガス状物質についても影響評価が可能な人工肺胞組織を構築する。

全体計画

始めに、血管内皮組織を in vitro に構築する。また、上皮細胞の上面が気相に接する状態で培養できる肺胞上皮組織をin vitro に構築する。次に、気相培養が出来る肺胞上皮組織と血管内皮組織を統合し、この組織の上面と下面の間でガス交換能が出来るように肺胞組織の構築を行う。最後に、この人工肺胞組織にガス暴露を行い、ガス交換能への影響を指標としてガス暴露による傷害を評価できる装置を構築する。

今年度の研究概要

肺胞の構造に一層近づけるため、プラスチック薄膜支持体の使用を廃止する。
この為、上皮細胞または内皮細胞をその上で培養でき、栄養塩や老廃物等の拡散に支障が無い程度の多孔性を保ち、かつ上皮や内皮が形成する基底膜構造体との融合性に優れ、組織形成に必要な強度を有するコラーゲン線維の薄膜を開発する。
この薄膜を介して、肺胞上皮細胞と血管内皮細胞を背中合わせに組織形成を行い、肺胞に類似した組織を作製する。

課題代表者

持立 克身

担当者

  • 小林 隆弘
  • 古山 昭子環境リスク・健康研究センター
  • 鈴木 明
  • 清水 明