癌予防を目指す関連チトクロムP450の検出フォトダイナミック診断法の基礎研究

• Project/Area Number: 09878204
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biomedical engineering/Biological material science
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 数坂 昭夫 北海道大学, 大学院獣医学研究科, 助教授 (00002113)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 一正 北海道工業大学, 応用電子工学科, 教授 (00002006) ; 岩田 久人 北海道大学, 大学院獣医学研究科, 助手 (10271652) ; 藤田 正一 北海道大学, 大学院獣医学研究科, 教授 (10143314)
• Project Period (FY): 1997 – 1998
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1998)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 1998: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 1997: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: 光ファイバ形センサ装置 / 蛍光測定 / 化学発癌 / チトクロムP-450の誘導 / マウス / Wistarラット / エトキシレゾルフィン / ユリ / P450-1A1分子種 / レゾルフィン

Research Abstract

癌関連酵素のひとつであるP450-1A1分子種をin vivoの状態で検出することを目的として、本酵素に特異的に反応するエトキシレゾルフィンからレゾルフィンへの分解反応に伴って発行する蛍光を高感度に検出する光ファイバ形センサ測定装置の試作を試みた。レゾルフィン濃度1〜1000microMの範囲で、他の生体物質の発する蛍光波長とは異なる610nm付近で高感度に検出可能であり、濃度と蛍光強度の対数間に直線性が保たれていることを確認した。
昨年の報告書において、P450-1A分子種を肝臓に誘導したWistarラット(200-250 9)をモデル動物として、麻酔下で開腹露出した肝臓表面でのこの反応を、励起波長540nm、蛍光波長〜600nm帯で経時的に追跡し、ラット肝臓に誘導されたP450-1A分子種の検出が可能であることを報告した。
本年度、ピリジンでマウス背部に誘導したP450-1Aの検出を試みた。昨年行った肝臓での結果と同様エトキシレゾルフィン分解反応が皮膚においても進行することが確かめられ、皮膚でのP450の検出に成功した。このことは、本装置がP450ばかりでなく他の多くの蛍光生体関連物質の非侵襲的検出装置として応用可能であることを示唆しており、現在適用対象の拡張を試みている。
さらに、環境汚染物質が植物に誘導するP450の検出を試みた。マンガンによってユリの根に誘導したP450の検出を試み、その検出が可能であることが明らかになった。現在、結果の生化学的検討を行うと同時に、環境汚染物質バイオマーカとしての植物の有効性を検討している。これらの成果を国際会議等に発表予定である。

Research Products

• [Publications] Ishizuka, M.et al.: "Accumulation of halogenated aromatic hydrocarbons and activities of cytochrome P450 and glutathione S-transferesein crabs (eriocheir japonicus) from japanese rivers." Environmental Toxicology and Chemistry. 17. 1490-1498 (1998)
• [Publications] Tasaki,T.et al.: "Expression and characterization of dog CYP2D15 using baculovirus expression system1." J.Biochem.123. 162-168 (1998)
• [Publications] Yamamoto,Y.et al.: "Molecular basis of the dark agouti rat drug oxidation polymorphism : importance of CYP2D1 and CYP2D2." Pharmacologenetics. 8. 73-82 (1998)
• [Publications] Tasaki,T.et al.: "Regio-and stereoselectivity in propranolol metabolism by dog liver microsomes and the dog CYP2D151." J.Biochem.123. 747-751 (1998)
• [Publications] Morita,K.et al.: "Strain differences in CYP3A-mediated C-8 Hydroxylation (1,3,7-Trimethyiuric acid formation) of caffeine in wistar and dark agouti rats." Biochemical Pharmacology. 55. 1405-1411 (1998)
• [Publications] Shimamoto,Y.et al.: "Differetial alterations in levels of hepatic microsomal cytochrome P450 isozymes following intracerebroventricular injection of bacterial lipopolysaccharide in rats." Arch Toxicol.72. 492-498 (1998)
• [Publications] Tasaki,T.et al.: "Expression and characterization of dog CYP2D15 using baculovirus expression system." J.Biochem.123. 162-168 (1998)
• [Publications] Tasaki,T.et al.: "Regio-and stereoselectivity in propranolol metabolism by dog liver microsomes and dog CYP2D15." J.Biochem.(in press). (1998)
• [Publications] Yamamoto,Y.et al.: "Molecular basis of the Dark Agouti rat drug oxidation polymorphism:Involvement of CYP2D1 and CYP2D2." Pharmacogenetics. (in press). (1998)
• [Publications] Maeda,Y.et al.: "Strain differences in testosterone metabolism in Wister and Dark Agouti rats.-A new polymorphism-" Environ.Toxicol.Pharmacol.3. 1-6 (1997)
• [Publications] Ishizuka,M.et al.: "Pathway-selective alteration of imipramine metabolism during regeneration of male rat liver following partial hepatectomy." Xenobiotica. 27. 923-931 (1997)
• [Publications] Yoon,S-J et al.: "Esr and infreared spectroscopic characterization of the toxic radical formed in the liver of the SD rats impaired with CCl_4." Proc.2nd intl.conf.bioradicals and 5th intl.workshop on esr(epr)imaging and in vivo esr spectroscopy. (in press). (1998)