プロテインコロナに着目したナノ・サブナノマテリアルの安全性に関する基礎評価

概要

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優れた殺菌/抗菌効果を発揮する銀粒子は，粒子径の微小化に伴い，その抗菌活性を飛躍的に向上させることから，既に直径10～100 nmのナノマテリアル（NM），1～10 nmのサブナノマテリアル（sNM）としての応用が急速に進展している。従って，銀微小粒子の安全性担保に向け，物性-動態-安全性の詳細な連関解析によるナノ安全科学研究が急務となっている。特に近年，NMが生体蛋白質と相互作用し，NMを核とした蛋白質の層構造（プロテインコロナ）が形成されることが報告され，NMの動態・安全性を制御する可能性が示されつつある。しかし，粒子径や表面性状といった物性が，プロテインコロナの形成におよぼす影響は未だ不明な点が多い。特にsNMは，当研究室が昨年の本会で報告したように，分子ともNMとも異なる動態・生体影響を示すことから，粒子径の違いがプロテインコロナの形成に影響を与えた可能性が疑われる。そこで，本検討では，物性-プロテインコロナ形成-生体影響の連関解析の第一歩として，粒子径の異なる銀粒子を用いて，血清存在/非存在下における細胞傷害性を比較解析した。ヒト肺胞癌細胞株（A549細胞）に，直径20 nm未満のナノ銀（nAg），直径1 nm未満のサブナノ銀（snAg）を血清存在/非存在下で添加し，細胞傷害性を比較した。その結果，nAgは血清非存在下で高い細胞傷害性を示すものの，血清の添加によって細胞傷害性の低下が認められた。一方で，snAgは血清の有無に関わらず，ほぼ同等の細胞傷害性を示すことが明らかとなった。以上の結果から，sNMの生体影響に対する血清蛋白質の寄与は少ないことが示唆された。今後は，プロテインコロナの観点から，細胞内取り込み効率を含めた解析を進め，本現象のメカニズム解明を図ると共に，本現象が認められるNM/sNMの粒子径の閾値を探索していく予定である。
日本毒性学会の論文

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