鉄錯体を用いる生体内一酸化窒素(NO)の分析法とNOの生理作用に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08640781
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Yamagata Public Corporation For the Development Of Industry, Institute Life Support Technology
• Principal Investigator: 吉村 哲彦 (財)山形県テクノポリス財団, 生物ラジカル研究所・化学第一研究部, 部長 (70271517)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤井 敏司 (財)山形県テクノポリス財団, 生物ラジカル研究所・化学第一研究部, 研究員 (80271518)
• Keywords: 一酸化窒素 / 生体内一酸化窒素 / トラップ / 鉄錯体 / 電子スピン共鳴 / ジチオカルバメート / ジチオカルボキシサルコシン

Research Abstract

生体内で産生される一酸化窒素(NO)は、血液循環系、中枢神経系、免疫系に於いて多彩な生理作用を発揮している。生体内でのNOの挙動を理解するためには、in vivoの濃度及び分布を知る必要があるが、NOは極微量しか生成されず、また寿命も短いために、分析が極めて困難である。NOは、1個の不対電子を有する無機ラジカルであり、電子スピン共鳴(ESR)装置を用いるスピントラップ法の適用が可能である。このような観点から、NOと結合して安定なラジカルを生成するスピントラップ試薬の開発が望まれてきた。NOは金属(特に鉄)に対して高い親和性をもっているので、鉄錯体はNOトラップ試薬として有望である。本研究では、水溶性で、安定なNO錯体を生成するジチオカルボキシサルコシン(ジチオカ-バメート誘導体)鉄錯体を合成し、in vitroおよびin vivoの系でNOのトラップ試薬として適用した。
1.NOのトラップ効率は溶媒(緩衝液)により変動するが、本錯体は既報告のNOトラップ錯体よりも高効率でNOを捕捉できることを明らかにした。
2.NOの産生量が最も少なく、検出が難しいといわれている血管内皮細胞由来のNOも、本NOトラップ試薬によって捕捉・検出することができた。
3.in vivo ESR画像化システムを用いて、マウスの体の中でつくられたNOラジカルを上記トラップ試薬で捕捉して、画像化することに成功した。体の中でつくられた生物ラジカルのin vivoでの画像化としては本例が世界初である。
今後、さらに実施例を増やすと共に、低毒性で臓器特異性等の付加価値を持った高性能スピントラップ試薬の開発に努め、内因性のNOの生理作用の解明に寄与したい。

Research Products

• [Publications] 吉村哲彦: "In vivo EPR imaging of endogenous nitric oxide in Iipopolysaccharide-treated mice" Nature Biotechnology. 14. 992-995 (1996)
• [Publications] 藤井敏司: "Nitric oxide trapping efficiencies of water-soluble iron (III) complexes with dithiocarbamate derivatives" Chemistry Letters. 785-786 (1996)
• [Publications] 藤井敏司: "Nitric oxide release from porcine aorta endotherial cells measured by EPR spectroscopy" Chemistry Letters. 1055-1056 (1996)
• [Publications] 横山秀克: "In vivo ESR-CT imaging of the liver in mice receiving subcutaneous injection of nitric oxide bound iron complex" Magnetic Resonance Imaging. (印刷中). (1997)
• [Publications] 吉村哲彦: "NOとヘムおよび非ヘム鉄タンパク質との反応" 磁気共鳴と医学. 7. 9-13 (1996)
• [Publications] 藤井敏司: "ニトロシル鉄錯体をスピンプローブとするL-band ESRイメージング" 磁気共鳴と医学. 7. 169-172 (1996)
• [Publications] 吉村哲彦: "NOのすべて" 医歯薬出版株式会社(平田結喜緒編), 3-7,30-34 (1996)
• [Publications] 吉村哲彦: "NOー化学と生物ー" 学会出版センター(吉村・他編), 8-19,116-125,151-160 (1996)