蛍光タンパク質センサーを用いた生細胞イメージング系によるナノプラスチック粒子の有害性検出（令和 8年度）

Detection of hazards in nanoplastics by a live cell imaging platform using fluorescent protein-based indicators

ナノプラスチック（NP）粒子は材質や粒子径など多様な物理化学的性状を持つ。生態系や健康への有害性が報告されているが、作用機序や物理化学的性状との関連は不明な点が多く、有害性評価には動物実験を補完する迅速な方法が必要である。本研究では、培養細胞と蛍光タンパク質センサーを用いた有害性スクリーニング系を開発する。標準粒子作製や体内・細胞内動態解析を行う研究者らと協同し、スクリーニング系の性能評価とNP粒子への応答解析を目指す。

• 主たるもの：基礎科学研究
• 従たるもの：技術開発・評価

(1)スクリーニング系の条件検討と評価
蛍光タンパク質センサーを、U-2OS細胞など従来毒性試験に用いられてきた培養細胞や、NP粒子に曝露されやすい消化器系、呼吸器系の培養細胞に発現させて撮影し、輝度と細胞面積の積算値を定量解析する実験系を確立する。OECDテストガイドラインの毒性試験法でバリデーションに用いられる化学物質を投与した際の応答を観察し、有害性検出能力を評価する。
(2)標準NP粒子の曝露影響解析
材質、サイズ、性状の様々な条件で標準NP粒子を作製する。(1)で確立したスクリーニング系を適用し、特に消化器系、呼吸器系の培養細胞の応答を、動物への経口曝露、呼吸器曝露時の毒性評価値と比較する。

蛍光タンパク質センサーを安定発現する肺胞上皮細胞株A549細胞および腸管上皮由来細胞株Caco-2細胞の構築に成功した。現在、標準NP粒子の曝露条件を検討しており、曝露条件を確立でき次第、ポリスチレンおよび低密度ポリエチレン製NP粒子曝露時の細胞の応答を解析し、その中でも有害性が高いと思われる粒子をマウスに曝露した際の結果と比較する。

東京大学