ディーゼル排気粒子状物質(DEP)の生体影響に関する研究-活性酸素が関与する細胞障害-

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07680588
• Research Institution: HEALTH SCIENCES UNIVERSITY OF HOKKAIDO
• Principal Investigator: 森 洋樹 北海道医療大学, 薬学部, 教授 (80001056)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金光 兵衛 北海道医療大学, 薬学部, 助手 (00265084) ; 林 英幸 北海道医療大学, 薬学部, 助教授 (00103193)
• Keywords: ディーゼル排気粒子 / 活性酸素 / カタラーゼ / 補体第2経路

Research Abstract

ディーゼル車はガソリン車に比べると多量の粒子状物質(DEP)を排出しDEPはNO_xとともに都市部における大気汚染の主要な原因となっている。これまでの研究において、我々はDEP成分が、酵素と反応して、生体に有害な活性酸素の一種であるスーパーオキシドアニオン(O_2^-・)を産生させることを明らかにした。本研究はDEPの生体影響の機構を明らかにすることを目的として、1)DEP中のO_2^-・生成物質の分離とO_2^-・生成機構の解析、2)DEPによるカタラーゼ活性阻害評価、3)DEPによるヒト補体活性化の評価を行なった。
1)DEP中には、ヘキサン、ベンゼン、ジクロロメタン、メタノールを用いる連続抽出で分離される4画分、夫々に、O_2^-・生成物質が存在し、DEP中には多種類のO_2^-・生成物質が存在することを明らかにした。これれの画分のO_2^-・生成能は、NADPHとミクロソーム、あるいはNADPHとP450還元酵素による還元によって著しく上昇した。DEPに含まれる化合物の分離精製、MS、NMRを用いる構造解析の結果、DEPのメタノール画分には、O_2^-・を産生させるヒドロキシフタール酸誘導体が存在することを明らかにした。2)DEPの緩衝液抽出液中には、塩素イオン存在下に、カタラーゼ活性を阻害する物質が存在することを明らかにした。これらの結果は、DEPが活性酸素生成と、その分解の阻害の二つの機構によって、生体に障害を与える可能性を示唆している。更に、DEPの緩衝液抽出液中には、補体の第二経路を活性化する物質が存在することを明らかにした。補体の活性化は、炎症の主要な原因の一つである。
この研究の結果は、呼吸器に侵入し、固定されたDEPが、種々の機構によって細胞に障害を与え、呼吸器疾患の原因となり得ることを示している。

Research Products

• [Publications] Y.Mori,S.Murakami,H.Hayashi,M.Sagai: "Inhibition of catalase activity in vitro by diesel exhaust particles" Jounal of Toxicology and Environmental Health. 47(2). 125-134 (1996)