一酸化窒素(NO)の生体内挙動解析とNOによる細胞障害メカニズムの解明

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09470174
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 中澤 博江 東海大学, 医学部, 教授 (20110885)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 一守 康史 東海大学, 医学部, 講師 (60184636) ; 石田 英之 東海大学, 医学部, 講師 (20222424)
• Keywords: 一酸化窒素 / スーパーオキサイド / パーオキシナイトライト / 細胞障害 / 脳虚血 / エンドトキシンショック / NO合成酵素 / ニトロチロシン

Research Abstract

1. NO合成酵素を用いた実験
1) NOS内の還元酵素領域におけるNADPHによるフラビンの還元は3種の酵素で大きな相違はない。
2) 酵素領域から酸化酵素領域への酵素内電子伝達速度が3種3様で、通常状態ではbNOSが最も速いが、それが補欠分子族であるカルモジュリンおよびビオプテリンの種類、結合力によって大きく左右される。
3) Turnover時におけるの実質的NO生成速度はINOSが最も速い。bNOSは最も電子伝達速度が速いが、生成したNOが強く自身の還元型ヘムに結合してニトロシルヘムを生成して自己抑制をかけてしまう。
以上より、3種のNOSにおいてはそのNOによる自己抑制、分子内電子伝達制御といったNO生成制御の様式は全く異なっていることが明らかになった。
2. 動物実験モデルによる検討
ラットを用い、左総頸動脈を永久閉塞し、同時に左中大脳動脈(MCA)近位部をクリップで2時間閉塞する局所脳虚血モデルを実験モデルとして用いた。Sham手術群と非梗塞部では、ニトロチロシンは検出されなかった。MCA閉塞群では、ニトロチロシンは梗塞周辺部0.42±0.13%、梗塞中心部0.29±0.10%であった。再灌流した群では、梗塞周辺部0.89±0.22%、梗塞中心部0.35±0.09%であった。またニトロチロシンの半減期は約2時間であることが明らかになった。
3. 疾患とMO
本疾患の血圧低下にNOのCofactorであるテトラヒドロバイオプテリンの誘導が関与し、その吸着がショックの改善に寄与することが示唆された。アレルギー性鼻炎の患者では鼻粘膜にニトロタイロシンの生成が得られた。
4. 結語
NOに関連した組織障害にはNO自身の反応で生じる場合とスーパーオキサイドの存在下に生じるパーオキシナイトライトが関与する反応がある。それは各々の病態における、NO濃度とスーパーオキサイドの濃度に加えて、病態の主役となる組織の特性によることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] Ichimori K: "Inhibition of Xanthine oxidase and xanthine dehydrogenase by nitric oxide." J Biol Chem. (in press).
• [Publications] Honda K: "Inhaled nitric oxide reduces tyrosine after LPS instillation in Lung Tissue of Rats." Am J Resp Crit Care Med. (in press).
• [Publications] Takizawa S: "Dynamics of nirotyrosine formation and decay in rat brain during focal ischemia." J Cerebr Blood F Met. (in press).
• [Publications] Hoshiai M: "Impaired sarcoplasmic reticulim function in lipopolysaccharide-induced myocardial dysfunction." Shock. (in press).
• [Publications] Momii H: "Inhibition of adhesion molecules Markedly Ameliorates cytokine-induced sustained myocardial dysfunction in dogs in vivo." J Mol Cell Cardiol. 30. 2637-2650 (1998)
• [Publications] Ishida H: "Application of authenic peroxynitrite to biological materials." Methods Enzymol. 301. 402-409 (1998)
• [Publications] Zhi Su: "Peroxynitrite is not major mediator of endotherial cell injury by activated neutrophils in vitro." Cardiovasc Res. 39. 485-491 (1998)
• [Publications] Adachi T: "Inhibition of nitric oxide synthesis aggravates myocardial ischemia in hemorrhagic shock in constant pressure model." Shock. 9. 204-209 (1998)
• [Publications] Oyama J: "Role of nitric oxide and peroxynitrite in the cytokine-induced sustained myocardial dysfunction in dogs in vivo." J Clin Invest. 101. 2207-2214 (1998)
• [Publications] 源河朝広: "続心臓代謝実験法" 六法出版社, 8 (1998)
• [Publications] 星合清隆: "抗酸化物質のすべて" 先端医学社, 7 (1998)
• [Publications] Ishida H: "Pathophysioiogy of Lipid Peroxides and Related Radicals" Yagi K, 17 (1998)
• [Publications] 広田有希: "磁気共鳴と医学9" 日本医学館, (1998)
• [Publications] Ishida H: "The Ischemic Heart" Mochizuki S,Takeda N,Nagano M,Dhalla NS, 16 (1998)
• [Publications] Tanaka Y: "Medical Applications of Synchrotron Radiation" Ando M,Uyama C, 5 (1998)