顎関節機能障害メカニズムに果たすフリーラジカルの役割に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09877356
• Research Institution: Kanagawa Dental College
• Principal Investigator: 岡部 栄一郎 神奈川歯科大学, 歯学部, 教授 (50097276)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 久保田 隆朗 神奈川歯科大学, 歯学部, 講師 (20178049) ; 久保田 英朗 神奈川歯科大学, 歯学部, 教授 (50170030) ; 佐藤 貞雄 神奈川歯科大学, 歯学部, 教授 (00084799) ; 庄司 洋史 神奈川歯科大学, 歯学部, 助手 (90277913)
• Keywords: (1)顎関節内障 / (2)フリーラジカル / (3)電子磁気共鳴(ESR) / (4)サイトカイン / (5)炎症 / (6)スピントラップ

Research Abstract

顎関節の雑音,開口障害,関節部痛を主症状とする顎関節症患者が近年漸増し,この疾患に対する治療指針の確立が望まれている。特に,顎関節内障は病状の進行とともに関節円板の形態変化,滑膜炎,軟骨や骨の破壊などの病変を伴うことが明らかとなっており,これまで炎症性病変とは異なる病態として位置付けられてきた顎関節症に対する考え方を大きく転換する必要性に迫られている。
現在、顎関節炎症誘発因子として,関節に加わるメカニカルストレスがクローズアップされている。これは、関節に分布する神経を刺激し炎症性ペプチドを遊離させることによって神経原性炎症を誘導するとともに炎症性サイトカインなどの遊離を介して炎症症状を悪化させるという仮説である。また,メカニカルストレスは虚血-再灌流に基づくフリーラジカル産生を促進し,これが様々な生体内分子と反応することによって,関節炎の病態発現に関与しているとする可能性が指摘されている。しかし,この反応経路を支持する実験的証拠はない。本研究の目的は、実験的に顎関節炎を惹起した関節滑液からフリーラジカル種を検出し,その発生メカニズムについて解析することである。
15匹のラット顎関節にhuman reconbinant IL-1α(75000/10μL)を注入することによって,実験的関節炎モデルを作成した。生食水0.2mLによる上関節腔のpumping処置によって希釈滑液を採取した。得られた滑液を直ちにspin trap剤5,5-dimethyl-1-pyrroline-N-oxide(DMPO;660mM/100μL)と反応させ,X-band electron spin resonance(x-band ESR)法により経時的に活性酸素種(ROS)の検出を行った。コントロール群として生食水10μLを注入した15匹のラットの滑液を用い同様に検出装作を実施した。検出された滑液中ROSの性格付けは,スーパーオキシドラジカル(O_2^<・->)のscavengerであるスパーオキシドディスムターゼ(SOD;100U),鉄イオンのキレート剤であるデェフェロキサミン(DFX)の効果を指標として解析された。また,生体内ROS産生の触媒として反応する滑液中の鉄イオンの意義についても検討した。
希釈回収した滑液中からヒドロキシルラジカル(HO^・),水素ラジカル(H^・),カーボンラジカル(R^・)が検出され,とくにIL-1α投与群のHO^・ESR信号強度は,コントロール群と比較し有意に高値を示した。SOD添加によりHO^・ESR信号強度は増強され,一方,DFX添加は,HO^・のESR信号強度を減弱させた。また,IL-1α投与群の滑液中の鉄イオン濃度はコントロールと比較し高値を示した。
本研究で得られた結果から,IL-1処置によって誘発される顎関節炎にHO^・ラジカルが重要な役割を演じており,このラジカル種はO_2^<・->不均化反応で生成するH_2O_2と滑液中に遊離増大する鉄イオンとのFenton型Haber-Weiss反応によって生成することが示唆された。本研究は,IL-1に誘導される顎関節滑液中にROSが生成することを報告した最初のものである。また,顎関節内障の患者滑液中でもROSの生成を証明できた。

Research Products

• [Publications] 岡部栄逸朗: "薬理学における生体フリーラジカル検出技術の最前線"日本薬理学雑誌. 110. 132-135 (1997)
• [Publications] Hisae Mizukawa: "Inhibition by singlet molecular oxygen of the vasculr reactivity in rabbit mesenteric artery."British Journal of Pharmacology. 121. 63-70 (1997)
• [Publications] 清瀬隆司: "心筋虚血-再灌流障害とフリーラジカル:心筋小胞体(SR)Ca^<+2>ハンドリングの破綻"炎症. 17. 355-364 (1997)
• [Publications] Midori Kawakami: "Superoxide anion radical-triggered Ca^<+2> release from cardiac sarcoplasmic reticulum through ryanodine receptor Ca^<+2>channel."Molecular Pharmacology. 53. 497-503 (1998)
• [Publications] 岡部栄逸朗: "血管反応性修飾と活性酸素フリーラジカル種選択性"放射線生物研究. 33. 171-184 (1998)
• [Publications] Yutaka Kobayashi: "Inhibition by midozolam of the adrenergic function in the isolated canine mesenteric vein."Acta Anaesthesiologica Scandinavica. 42. 1157-1163 (1998)
• [Publications] Hirofumi Shoji: "Intracellular effects of nitric oxide on force production and Ca^<+2> sensitivity of cardiac myofilaments."Antioxidant & Redox Signaling. 1. 509-521 (1999)
• [Publications] Niall G.MacFarlane: "Effects of reactive oxygen species on myofilament function in a rabbit coronary artery ligation model of heart failure."Pflugers Archiv. 438. 289-298 (1999)
• [Publications] Hirofumi Shoji: "Quantity analysis of nitric oxide (NO)by iron complex with dithiocarboxy sarcosine:its application to determine the direct effect of NO on cardiac sarcoplasmic reticulum Ca^<+2>-ATPase activity"Bulletin of Kanagawa Dental College. 27. 18-20 (1999)
• [Publications] Satoko Wada-Takahashi: "Effects of reactive oxygen species on colonic AH/Type2 myenteric neurons."Bulletin of Kanagawa Dental College. 27. 24-26 (1999)
• [Publications] Kazuo Todoki: "Characteristics of interaction between luminol chemiluminescence and metal componet enzyme."Bulletin of Knagawa Dental College. 27. 33-35 (1999)
• [Publications] Testsuya Hagiwara: "Differntial sensitivity to hydroxyl radical of pre-and postjunctional neurovascular transmission in the isolated canine mesenteric venine."Neuropharmacology. (in press). (2000)
• [Publications] Masanori Kiyose: "Inhibition of skeletal sarcoplasmic reticuluim Ca^<+2>-ATPase activity by deferoxamine nitroxide free radical."Chemical Research in Toxicology. 12. 137-143 (1999)
• [Publications] Kazuo Todoki: "Vascular endothelial function and reactive oxygen species interaction in lingual artery."Dentistry in Japan. 35. 34-37 (1999)
• [Publications] 岡部栄逸朗: "口腔内微小循環動態の神経性調節"日本薬理学雑誌. 113. 219-225 (1999)
• [Publications] 岡部栄逸朗: "NOと循環系,そして抗酸化薬"治療学. 33. 986-991 (1999)
• [Publications] Satoru Kumasaka: "Novel mechanisms involved in superoxide anion radical-triggered Ca^<+2> release from cardiac sarcoplasmic reticulum linked to cyclic ADP-ribose stimulation."Antioxidanto & Redox Signaling. 1. 55-69 (1999)
• [Publications] 川口 健: "職域健診受診者群における脂肪肝と血中脂質各分画値との関連性について"医学と薬学. 42. 629-634 (1999)
• [Publications] 塗々木和男: "金属含有酵素によるルミノール化学発光"磁気共鳴と医学. 11(印刷中). (2000)
• [Publications] 小林 裕: "プロポフォールはヒドロキシルラジカルによる血管平滑筋機能障害を保護する"磁気共鳴と医学. 11(印刷中). (2000)
• [Publications] 高橋俊介: "一酸化窒素(NO^・)によるウサギ心室筋原線維収縮特性の変化"磁気共鳴と医学. 11(印刷中). (2000)
• [Publications] 萩原鉄也: "血管平滑筋アドレナリン作動性神経伝達に対するヒドロキシルラジカル(HO^・)の効果"磁気共鳴と医学. 11(印刷中). (2000)
• [Publications] Eiichiro Okabe: "Biological Oxidants: Molecular Mechanisms and Health Effects"AOCS Press. 12 (1998)
• [Publications] 岡部栄逸朗: "成人病予防食品の開発"シーエムシー出版. 8 (1998)
• [Publications] 岡部栄逸朗: "老化予防食品の開発"シーエムシー出版. 9 (1999)
• [Publications] 塗々木和男: "生体内一酸化窒素(NO)実験プロトコール"共立出版(印刷中). (2000)