一酸化窒素消去作用の調節されたヘモグロビン修飾体の開発とその心循環系への応用

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09557125
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 佐久間 一郎 北海道大学, 医学部, 助手 (40260393)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 仲井 邦彦 東北大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (00291336) ; 北畠 顕 北海道大学, 医学部, 教授 (00124769) ; 吉岡 充宏 北海道大学, 医学部, 教授 (40182729)
• Keywords: 人工赤血球 / ヘモグロビン修飾体 / 人工酸素体 / 血管内皮細胞 / 一酸化窒素 / S-ニトロソヘモグロビン / マイクロダイアリシス法

Research Abstract

輸血時の肝炎やAIDS感染の防止、輸血拒否者への対策等、臨床応用可能な人工酸素運搬体の登場が待たれている。しかるに、現在までのヘモグロビン(Hb)修飾体では、一酸化窒素(NO)の消去による血圧上昇が生じ、血小板の凝集亢進が惹起された。申請者らは、以前、無細胞性Hb修飾体とリボソーム包埋型Hbの血管収縮作用の比較を行い、前者の血圧上昇作用はリボソーム包埋型Hbや赤血球に比べ100倍以上強いことを明らかとした。平成9〜10年度の科学研究費補助金による研究では、
1.Hb修飾体のNO消去作用は、それらが血管内皮細胞間のgap junctionから血管壁内に浸透する結果であることを証明し、分子設計上分子サイズの再評価の必要性を明らかとした。
2.Hb修飾体の分子サイズとNO消去作用の関係をラット単離心で確認した。
3.新たな人工酸素運搬体としてHbβ鎖のSH基をニトロソ化したS-ニトロソHb(SNO-Hb)を企画し、(1)その測定法を液体クロマトグラフィー法により確立し、(2)その合成法については熊本大学と共同研究し、Hbβ鎖SH基の約70%にNOを導入できるようになった。
4.人工赤血球の生体作用の新たな評価系として、(1)HPLC法を用いたマイクロダイアリシス法による脳内NO経時的測定法、(2)レーザー散乱光を用いた血小板凝集能解析、(3)脳組織内ミトコンドリア酸素濃度測定法の応用が有用であることを確認した。
5.SNO-Hbをラットに投与した場合、血小板凝集作用や血管収縮作用が弱いことを確認した。
6.ポリエチレングリコール付加Hb(PEG-Hb)を新たに創製し、その生物活性を検索した。

Research Products

• [Publications] Nakai K: "Permeability characteristics of hemoglobin derivatives across cultured endothelial cell monolayers." Journal of Laboratory and Clinical Medicine. 132. 313-319 (1998)
• [Publications] Nakai K: "Coronary vascular bed perfusion with a polyethylene glycol-modified hemoglobin-encapsulated liposome, Neo Red Cell, in rats." Artificial Organs. 22. 320-325 (1998)
• [Publications] 佐久間一郎: "人工赤血球研究の現況-循環系への影響の少ない新たなヘモグロビン系人工酸素運搬体の開発" 循環制御. 19. 379-386 (1998)
• [Publications] 佐久間一郎: "SNO-hemoglobinの人工酸素運搬体としての応用" 血管内皮. (In press). (1999)
• [Publications] Nakai K: "Elsevier Science SA" Present and Future Perspectives of Blood Substitutes (in press), (1999)
• [Publications] Nakai K: "Springer-Verlag" Recent Advances in Nitric Oxide Research, 33-45 (1999)