血液および血管壁の自己蛍光分析による動脈硬化診断法の開発研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07558246
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 佐藤 正明 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30111371)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 仁田 新一 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (90101138) ; 増田 弘毅 秋田大学, 医学部, 教授 (60103462) ; 鈴木 昇 エーザイ(株):筑波探索研究所, 主幹研究員 ; 松本 健郎 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30209639)
• Keywords: 動脈硬化 / 血液 / 血漿 / 赤血球 / 自己蛍光 / 酸化 / 診断法

Research Abstract

モルモットに普通食あるいはコレステロールを付加した食餌を与え,飼育した.昨年までの研究で,コレステロールを付加した場合は,血漿から強い自己蛍光が出現し,これがリポ蛋白の酸化と強く関連していることが明らかとなっている.このような現象に続いて,本年は,モルモットの赤血球からも赤色の独特の自己蛍光が現れ,しかもこの現象は飼育期間が長くなるほど増加するという興味ある現象が新たに見つかった.そこで,詳細に検討したところ,赤血球からの自己蛍光は波長のピークが625nm付近にあり,動脈硬化の進展とあわせて蛍光強度が強くなることが明らかとなった.高速液体クロマトグラフィーを用いて赤血球中のポルフィリンの分析を行うと,動脈硬化モデルのモルモットにプロトポルフィリンの増加が見られ,この濃度が顕微分光により計測された赤血球の蛍光強度と強く相関することから,赤い自己蛍光物質はプロトポルフィリンであると考えられた.赤血球のプロトポルフィリン濃度と動脈硬化を関連づけた研究はこれまでに報告がなく,動脈硬化診断の新しい指標となる可能性が考えられた.
このような動物実験の研究に基づいて,ヒト赤血球も同様に分析したところ,比較的脂質濃度の高い患者より得られた赤血球から比較的強い赤い自己蛍光が観察されることがわかった.この点については現在詳細な検討を行っているところである.
以上の研究により,動脈硬化症患者の血漿は酸化変性を受けている可能性があることがわかり,かつ赤血球からの赤い自己蛍光強度も増加している可能性があることから,両者を組み合わせることによって自己蛍光の計測が動脈硬化の初期診断方法として利用できる可能性のあることがわかった.

Research Products

• [Publications] T.Aoki: "The pipette aspiration applied to the local stiffness measurement of soft tissues" Annals of Biomedical Engineering. 25. 581-587 (1997)
• [Publications] 大橋俊朗: "矩形断面ピペットを使った生体軟組織弾性率の測定に関する解析と実験" 日本機械学会論文集C編. 63・607. 867-874 (1997)
• [Publications] 片岡則之: "低密度分布及びコロニー状態での培養内皮細胞の流れに対する形態反応" 日本機械学会論文集C編. 63・607. 838-845 (1997)
• [Publications] 松本健郎: "平滑筋収縮・弛緩によるラット胸大動脈の残留ひずみ変化 -大動脈上の位置による応答の変化-" 日本機械学会論文集C編. 63・607. 853-858 (1997)
• [Publications] 片岡則之: "ラット大動脈壁における物質透過率と血管内皮細胞の形態の関連性" 日本機械学会論文集C編. 63・607. 846-852 (1997)
• [Publications] 伊豫田敬: "イヌ左心室壁の収縮期における残留ひずみ計測 -心筋走行と局所ひずみの関連性-" 日本機械学会論文集C編. 63・607. 859-866 (1997)
• [Publications] T.Ohashi: "Intramural distribution of local elastic moduli in bobine thoracic aorta measured by pipette aspiratoin method" Cellular Engineering. 2・1. 12-18 (1997)
• [Publications] N.Kataoka: "The effect of flow direction on the morphological responses of cultured bovine aortic endothelial cells" Medical and Biological Engineering and Computing. 36・1. 122-128 (1998)
• [Publications] 高橋淳子: "ヒト血漿の自己蛍光の特徴および酸化による蛍光の変化の特徴" 脈管学. 38・2. 109-116 (1998)
• [Publications] 片岡則之: "せん断応力負荷の初期過程における培養内皮細胞の形態およびF-アクチンフィラメントの変化" 日本機械学会論文集. (印刷中).
• [Publications] N.Kataoka: "The morphological responses of cultured bovine aortic endothelial cells to fluid-imposed shear stress under sparse and colony conditions" JSME International Journal. (印刷中).
• [Publications] 佐藤正明(著者分担): "生体機械工学" 日本機械学会, 294 (1997)
• [Publications] 佐藤正明(著者分担): "流体実験ハンドブック" 朝倉書店, 720 (1997)