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

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08457045
• Research Institution: Tokyo medical and dental university, Medical Research Institute
• Principal Investigator: 山口 登喜夫 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 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) ; 斎藤 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

Research Abstract

近年、BRの抗酸化作用が注目されるようになり、生体内の重要なantioxidantの一つとして、再評価されつつある。in vitroにおけるBRは生理的な酸素濃度では、ビタミン-Eを凌ぐ抗酸化作用を示している(Stocker et al.Science,1987)。in vivoにおいては、申請者らにより開発された抗ビリルビン単クロBVーン抗体(24G7)(山口ら、Biochem.Biophys.Acta 1988,ibid 1991)を用いた酵素抗体法(ELISA)によって、このBRが生体内で活性酸素種のスカベンジャーとして働いていると考えられる知見を得ている(山口ら、Biochem.Biophys.Res.Commun.1995)。そこで多量の尿より、24G7に反応するbiopyrrin(X)の抽出分離を行い、現在まで7種類のXの存在を確認している。その内、X1,X2の分子構造の同定に成功した(山口ら、J.Biochem.1994)。X1は、1,14,15,17-tetrahydro-2,7,13-trimethyl-1,14-dioxo-2-vinyl-16H-tripyrrin-8,12-dipropionic acidであり、過去に報告例の全く無い新規なtripyrrole化合物で、BV、BRに次ぐ第三の胆汁色素であった。BRからtripyrroleへの生成メカニズムとしては、一重項酸素などの活性酸素によりBRのtetrapyrroleの内、左右どちらかのpyrrole部分が開裂されて生成したものと推定している。また光化学反応により、一重項酸素とBRからX1とX2の誘起合成にも成功している。近年、多くの研究者により、Pb,Co,Cd,Snなどの重金属、bromobenzeneやdiethylmaleateなどの有機化合物、紫外線照射(UV)、heat-shock、TPAやエンドトキシンなどで生体を処理すると細胞内還元型GSH濃度が低下して、ひいては活性酸素の生成により酸化的ストレスを引き起こし、その結果、誘導型のheme oxygenase(HO-1)が強く発現されることがわかっている。この酸化的ストレスにより誘導さたHO-1は、cytochrome P-450などのヘムを分解してBRの産生を増加させ、必然的に活性酸素種のスカベンジャーとして働き、結果としてbiopyrrin(X)が生成されるものと思われる。事実、申請者らの研究により、長時間に亘る開腹手術の患者尿において、術前に比して術後6日目尿中biopyrrin(X1,X2)は、約20倍に増加しており、また、ラットにエンドトキシン(1mg/kg)の腹腔内投与後、3時間と10時間目にX1とX2を含むbiopyrrin(X)の尿中への排泄が5-20倍に増加していた。さらに、これらはBR生合成の律速酵素であるHO-1の誘導とも連動していた(山口ら、Biochem.Biophys.Res.Commun.1996;Eur.J.biochem.1997)。

Research Products

• [Publications] Tokio Yamaguchi, et al.: "Bilirubin oxidation provoked by endotoxin treatment is suppressed by feeding ascorbie acid in a mutant unable to synthesize ascorbic acid." Eur.J.Biochem.245. 233-240 (1997)
• [Publications] Tsuyoshi Sano, et al.: "Endogeneous carbon monoxide suppression stimulates bileacid-deperdent biliary transport in perfused rat liver." Am.J.Physiol.272. G1268-G1275 (1997)
• [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] Yuichi Shinoda.et al.: "Carbon monoxide as a regulator of bile canalicular in cultured rat hepatocytes." Hepatology. (in press). (1998)
• [Publications] Tadashi Sakai.et al.: "Severe oxtdative stress is thought to be a principal cause of jaundice of yellowtail Seriola quinqeradiata." Aquaculture. (in press). (1998)
• [Publications] 山口登喜夫 他: "Free Radicals in Clinical Medicine フリーラジカルの臨床Vol.11" 日本医学館(監修:近藤元治), 79-84 (1997)