酸化的ストレスに対する生体防御因子としてのビリルビンとその臨床応用

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08457045
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 山口 登喜夫 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所・遺伝疾患(遺伝生化), 助教授 (30134745)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉本 昭子 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 助手 (60143608) ; 斉藤 深美子 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (10158917) ; 堀尾 文彦 名古屋大学, 農学部, 助教授 (20165591)
• Keywords: 酸化的ストレス / 抗酸化剤 / ビリルビン

Research Abstract

Biliverdin (BV)をBilirubin (BR)に還元する酵素(Biliverdin reductase ; BV-R)遺伝子をknock-outしたマウスの作成により、ヒトを初めとした哺乳類が酸化ストレスに応答してBRをantioxidantとして機能させていたことの生理的かつ積極的証明を試みるため、まず、Biliverdin-reductase (BV-R)を単離精製して、その一次構造も決定しており(山口ら、J.Biol.Chem.1994,Biochem.Biophys.Res.Commun.1993)、次いで、このBV-RのcDNAの配列を決定した(小室ら、Biochem.Biophys.Acta 1996 ; Biol.Pharm.Bull.1996)。また、BV-RのcDNAをプローブに用いFluorescence in Situ Hybridization (FISH)法によるヒト染色体mappingを行い、第19番染色体の長腕(19q13.13→q13.2)であることを示した(斎藤ら、Cytogenet.Cell Genet.1995)。8年度は、マウスを用いてFISHにより同様な染色体mappingを行なっており、同定した染色体のlibraryよりBV-Rのgenomic DNAをクローニングし、Biliverdinへの代謝機能を欠失させたこのgenomic DNAを作成し、knock-outのためのgene-targetingの予備実験を行なっている。次ぎに、モデル動物としてNODマウス(インスリン依存性自然発症糖尿病マウス)を用いて、対照をICR系マウスにして生後4週目より、Bilirubin酸化生成物biopyrrinの尿中排泄量を比較していくと9週目前後にNODマウスの尿中排泄量が最大となる。この事は、膵島炎が9週目に顕著になることと一致しておりIDDMにおける活性酸素の関与を強く示唆している。臨床応用については、成人病を初めとする活性酸素の関与した疾患の病態を解明するために尿及び血中のBilirubin酸化生成物biopyrrinの構造同定と定量を行ない新たにdipyrrole化合物を見い出している。現在、他の活性酸素の関与した疾患(炎症、虚血、癌化、老化等)についても同様な疾患の発症前後のストレス応答として生成したBiopyrrinの定量や構造決定をおこなっている。

Research Products

• [Publications] Tokio Yamaguchi et al.: "Role of bilirubin as an antioxidant in an ischemia-reperfusion of rat liver and induction of heme oxygenase." Biochem.Biophys.Res.Commun.223. 129-135 (1996)
• [Publications] Tokio Yamaguchi et al.: "Taurocholate induces directional excretion of bilirubin into biles in the perfused rat liver." Am.J.Physiol.270. G1028-G1032 (1996)
• [Publications] Tokio Yamaguchi et al.: "Epitope of 24G7 anti-bilirubin monoclonal antibody." Biochim.Biophys.Acta. 1289. 110-114 (1996)
• [Publications] Tokio Yamaguchi et al.: "Changes in the composition of bilirubin-IX isomers during human prenatal development." Eur.J.Biochem.233. 467-472 (1995)
• [Publications] Akihiko Komuro et al.: "Cloning and characterization of the cDNA encoding human biliverdin-Xα reductase" Biochim.Biophys.Acta. 1309. 89-99 (1996)
• [Publications] Tsuyoshi Sano et al.: "Carbon monoxide generated by heme oxygenase modulates biliary transport in the perfused rat liver." Am.J.Phyol.(in press).
• [Publications] 山口登喜夫: "Free Radicals in Clinical Medicine フリーラジカルの臨床Vol.11" 日本医学館(慣習:近藤元治), 199(内)担当79-84 (1997)