生体内活性酸素種生成量の間接的推定法の開発と臨床応用

• Project/Area Number: 24659288
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Laboratory medicine
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: 水上 智恵 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 流動研究員 (10623738)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2014: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2013: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2012: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 活性酸素 / 分子状水素 / 酸化ストレス / 水素

Research Abstract

平成25年度においては、基礎的検討のひとつとして水素ガス吸入によるROS評価と臨床試験として種々の生活習慣が水素消費量・ROS生成量に与える影響を検討する計画を立てた。予備的検討として市販の密閉型マスクによる試験を実施したところ、必ずしも一致しなかった。マスク呼吸による鼻呼吸とマウス呼吸による口呼吸の影響によるものと考えられ、さらに詳細な検討が必要となり今後の課題となった、他方、水素消費量の予備試験では水素水飲水法と水素ガス吸入法を検討したところ、ヒトでは38％程度の水素消費量を認めた結果の妥当性を検証するため、心・肺などで活性酸素の上昇が報告されているモノクロタリン誘発性肺高血圧症ラットを用いて水素消費量の検討を行った。正常ラットの水素消費率は28％であったのに対してモノクロタリン肺高血圧症では32％とやや上昇したものの有意差は認められなかった。すでに報告されているし健康成人を対象とした方法（マウスピース法）では38％，自然呼吸の場合の簡易的な水素水飲水法で行った水素消費量の推定値は20～25％程度と予測した値よりも大きく、マウスピース法の場合では平成25年度は麻酔人工呼吸器下でのラットを用いて、準閉鎖系での水素水飲水の際の水素消費量を評価した。また、水素分子の溶存以外にも分子吸着の存在を示唆している報告もあるため、血液中への水素溶存が血液水分以外にもあるか否かを検討した。当初予定の研究計画を進めるにあたって、水素水飲水法と水素ガス吸入法の水素ガス摂取のより詳細なメカニズムを明らかにする必要がでてきた。そこで、疾患モデルを用いた検討が必要になった。そのため、当初予定の研究計画の実施は遅れることになったが、本研究の成果として生体内における水素ガスカスケードの存在と肝臓における水素消費が明確になった。水素分子の生体内機能を明確にする上で一定の成果がは得られた。

Research Products

• [Journal Article] Molecular hydrogen consumption in the human body during the inhalation of hydrogen gas (2013)
  • Author(s): Shimouchi A, Nose K, Mizukami T, Che DC, Shirai M.
  • Journal Title: Adv Exp Med Biol Volume: 789 Pages: 315-321
  • DOI: 10.1007/978-1-4614-7411-1_42
  • ISBN: 9781461472568, 9781461474111
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Emanation of hydroxyl radicals from human skin (2013)
  • Author(s): Che DC, Shimouchi A, Mizukami T, Nose K, Seiyama A, Kasai T
  • Journal Title: IEEE Sensors J Volume: 13 Pages: 1223-1227
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Alterations of hydrogen exhalation and carbon monoxide production in monocrotaline-induced pulmonary hypertension rats (2014)
  • Author(s): Tomoe Mizukami, Akito Shimouchi, Kazutoshi Nose, Kentaro Taniguchi, Mikiyasu Shirai
  • Organizer: 第91回日本生理学会
  • Place of Presentation: 鹿児島市
• [Presentation] Oxidative stress in rats with monocrotaline-induced pulmonary hypertension (2014)
  • Author(s): Tomoe Mizukami, Akito Shimouchi, Kentaro Taniguchi, Naoya Jinno, Makoto Sawano, Takaharu Kondo，Mikiyasu Shirai, Seiyama Akitoshi
  • Organizer: 17th Biennial Meeting of Society for Free Radical International
  • Place of Presentation: Kyoto
• [Presentation] モノクロタリン肺高血圧症における水素分子の生体内分布の検討 (2014)
  • Author(s): 水上智恵，下内章人，神野直哉，谷口健太郎，野瀬和利，澤野誠，近藤孝晴，精山明敏，白井幹康
  • Organizer: 第4回分子状水素医学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] モノクロタリン肺高血圧症ラットにおける低分子ガスの呼気ならびに生体内分布の検討 (2013)
  • Author(s): 水上智恵，下内章人，神野直哉，谷口健太郎, 澤野誠，白井幹康，精山明敏, 近藤孝晴
  • Organizer: 第5回日本安定同位体・生体ガス医学応用学会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] ヒトとラットにおける水素水飲水に伴う水素分子の呼気動態の解析と対比 (2013)
  • Author(s): 水上智恵，下内章人，野瀬和利，白井 幹康，精山 明敏
  • Organizer: 第73回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 函館市
• [Presentation] Alterations of hydrogen exhalation and carbon monoxide production in monocrotaline-induced pulmonary hypertension rats (2013)
  • Author(s): Mizukami T, Shimouchi A, Nose K, Taniguchi K, Shirai M
  • Organizer: Breath Analysis Summit 2013
  • Place of Presentation: Saarbruecken, Germany
• [Presentation] Alterations of hydrogen exhalation and carbon monoxide production in monocrotaline-induced pulmonary hypertension rats (2013)
  • Author(s): Tomoe Mizukami, Akito Shimouchi, Kazutoshi Nose, Kentaro Taniguchi, Mikiyasu Shirai
  • Organizer: 日本生理学会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] Increases in Breath Carbon Oxide during Night Sleep are associated with Deterioration of Mental Health Conditions (2013)
  • Author(s): Akito Shimouchi, Tomoe Mizukami, Kazutoshi Nose, Kentaro Taniguchi.
  • Organizer: 日本生理学会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 水素水飲水ならびに低濃度水素ガス吸入に伴う水素消費の定量 (2013)
  • Author(s): 下内章人，水上智恵，野瀬和利，蔡徳七，白井幹康，近藤孝晴
  • Organizer: 分子状水素医学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] モノクロタリン肺高血圧症ラットにおける 呼気と臓器別ガス分布の相互関連の検討 (2012)
  • Author(s): 水上智恵，下内章人，野瀬和利, 白井幹康
  • Organizer: 第４回日本安定同位体・生体ガス医学応用学会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 呼気水素の日内変動と携帯型呼気水素計測器の使用経験 (2012)
  • Author(s): 下内章人,細田享平，水上智恵, 野瀬和利，利川寶
  • Organizer: 第４回日本安定同位体・生体ガス医学応用学会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 皮膚局所加温に伴う皮膚からの低分子微量化合物放出の特徴 (2012)
  • Author(s): 水上智恵，野瀬和利，白井幹康，下内章人
  • Organizer: 日本分析化学会
  • Place of Presentation: 金沢
• [Presentation] 有精鶏卵の卵殻膜気孔におけるガス透過性の分子量依存性 (2012)
  • Author(s): 下内章人，水上智恵，野瀬和利
  • Organizer: 日本分析化学会
  • Place of Presentation: 金沢
• [Presentation] 水素水を利用した生体内活性酸素種生成の間接的定量法の開発 (2012)
  • Author(s): 下内章人，野瀬和利，水上智恵，白井幹康，近藤孝晴
  • Organizer: 日本酸化ストレス学会
  • Place of Presentation: 徳島
• [Presentation] Molecular Hydrogen Consumption in the Human Whole Body during Inhalation of Hydrogen Gas (2012)
  • Author(s): Shimouchi A, Nose K, Mizukami T, Che D-C, Shirai M, Kondo T
  • Organizer: nternational Society of Oxygen Transport to Tissues
  • Place of Presentation: ベルギー
• [Remarks] 生体ガスによる非侵襲的診断法の開発と臨床応用
  • URL: http://www.ncvc.go.jp/res/divisions/cardiac_physiology/studium_b.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] 生体内活性酸素種の測定法 (2012)
  • Inventor(s): 下内章人，野瀬和利，水上智恵，利川寶
  • Industrial Property Rights Holder: 独立法人国立循環器病研究センター，株式会社タイヨウ
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2012-08-04