吸入されたナノ粒子の心血管作用におけるエイコサノイドの役割 (ECOARM)

この研究では、健康なボランティアにおけるさまざまなナノ粒子の吸入の生物学的影響を調査します。 4 つの異なるタイプのナノ粒子を比較します: ディーゼル排気ナノ粒子 (化学物質の複雑な混合物を含むナノ粒子)、カーボン ブラック ナノ粒子 (「シンプルでクリーンな」カーボン ナノ粒子)、および 2 つの異なるサイズの酸化グラフェン (炭素の平らなフレーク)。比較のためにろ過された空気の吸入と同様に。 ボランティアは無作為に 2 つのグループに分けられ、それぞれが無作為化された順序で別々に 3 つのナノ粒子に曝露され、曝露の間に少なくとも 2 週間の間隔があります (二重盲検無作為化クロス オーバー デザインによるコホート研究)。

スクリーニング訪問 30 人の健康な非喫煙ボランティアが募集されます。 ボランティアは、エジンバラ王立診療所（RIE）の臨床研究施設（CRF）でのスクリーニング訪問に参加します。 適格性が確認され、同意が得られます。 肺機能（FEV1、FVC）、血圧、および血液生化学のベースライン測定が行われます。 参加者は、主な研究のための自転車のワークロードを決定するために、静止した自転車で短い運動テストを実行するよう求められます。

研究訪問 各訪問で、ベースライン対策が CRF で行われます。 参加者は移動施設に連れて行かれ、設定されたレベルのナノ粒子 (目標濃度 1 立方メートルあたり 200 マイクログラム) をフェイスマスクを介して 2 時間、断続的にサイクリングしながら吸い込みます。 モバイル暴露チャンバーにより、ボランティアは運動中に特定の大気汚染物質 (都市環境に典型的なもの)、ナノ粒子、またはガスを正確な濃度で吸入できます。 ナノ粒子は、標準参照物質として、またはマンチェスター大学の国立グラフェン研究所でカスタム合成によって取得されます。 ナノ粒子のすべての懸濁液は、十分に特徴付けられており、汚染がなく、前臨床モデルで広範にテストされています。

暴露後、参加者はCRFと肺機能に戻り、血圧が再測定されます。 エイコサノイドおよび血液学的反応（炎症反応など）の他の指標を測定するために、曝露後設定時間（15 分、2 時間、4 時間）に腕の太い静脈からカニューレを通して血液を採取します。 血液はチューブを通してゆっくりと (10 mL/min で 5 分間) 吸引され、Badimon Chamber と呼ばれる小さな器具に血液が凝固する速度を測定します。 腕の血管の反応性は、前腕プレチスモグラフィーと呼ばれる技術によって測定されます。 ここでは、手首と腕の上部の周りでカフを膨らませ、前腕の周りの高感度ゲージで血流を測定します。 2 種類の血管拡張薬 (アセチルコリンとニトロプルシド ナトリウム) を腕の動脈に注入して、ナノ粒子への曝露が腕の血管がこれらの薬に反応する方法をどのように変化させたかを調べます。 動脈壁から放出される物質を測定するために、各薬剤の後に血液も採取され、動脈の健康状態をさらに示す. カニューレが取り除かれ、肺機能と血圧が再測定されます。 参加者は、病院を出る前に、食べ物と飲み物を提供して休むことができます。

生物学的サンプル (血液と尿) は、RIE とエジンバラ大学で一連の心血管パラメーターを測定するために使用されます。 この研究の主要なエンドポイントは、エイコサノイドと呼ばれる脂質メディエーターのパネルの測定です。これは、この分野で専門のリピドミクス施設と経験を持つハイランズ アンド アイランズ大学の共同研究者によって実施されます。

短縮プロトコル メインプロトコルの短縮バージョンを実行するために、さらに 12 人のボランティアが募集されます。 プロトコルは、前腕の血流、Badimon 研究、および t=4 時点が削除されていることを除いて、上記と同じです。 これらの研究は、初回訪問時にナノ粒子の影響をさらに監視できるようにするために使用されます。