金属肺の発生、進展に関連する決定機構-種差のある動物モデルにおける一酸化窒素、活性酸素、DNA障害、アポトーシスの役割

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10470094
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: 福井医科大学
• Principal Investigator: 日下 幸則 福井医科大学, 医学部, 教授 (70135680)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長澤 澄雄 福井医科大学, 医学部, 助手 (80293413) ; 吉田 康弘 福井医科大学, 医学部, 助手 (00303371) ; 福田 優 福井医科大学, 医学部, 教授 (60079720)
• Keywords: ニッケル / コバルト / 炎症 / 活性酸素 / 亜硝酸 / DNA / 組織障害

Research Abstract

喘息や肺炎などのアレルギー性呼吸器疾患の一因に、ニッケルやコバルトなどの感作性金属がある。これらは、肺線維症、肺癌の起因物質でもあり、発症には個体の感受性も示唆されている。本研究では、申請者が作成した金属肺の動物モデル(ラット)において、炎症、線維増殖、発ガンに関与する一酸化窒素(NO)、活性酸素の役割を明らかにすることを目的にしている。また、アポトーシスの関与を調べ、アレルギー性呼吸器疾患における役割の解明を求める。一方、損傷の指標である肺組織中のDNA断片化も調べることを目的にした。
三年間の計画の中で、第一年目は、金属肺のメカニズムとして、活性酸素による組織障害の可能性、その結果としてのDNA障害の有無を調べた。ニッケル肺、コバルト肺それぞれにおいて炎症の最も盛んな段階で、肺胞洗浄液中の亜硝酸濃度を調べた。NOについては、金属肺から肺胞洗浄により得られた免疫担当細胞を培養し、上清中の硝酸を測定するグリーン法をとった。また、ニッケル、コバルトに曝露された肺組織から産生されるフリーラジカルがDNAを損傷する指標として、プラスミドDNAアッセイを行った。
超微細なニッケル、コバルトのラット気管内一回注入にて、持続的な肺炎がもたらされていることを、肺胞洗浄液中の細胞数と分画、LDHなどの逸脱酵素の濃度などにより確認した。回収した肺胞洗浄液中の細胞を培養し、その上清中に存在する亜硝酸濃度を計った。すると、投与したニッケルの量に比例して、亜硝酸が生成されていることがわかった。
以上から、ニッケル、コバルトは、活性酸素、特にNOを介して、DNAを含む組織を障害することが示唆された。

Research Products

• [Publications] Kusaka, Y.: "Is there an occupational exposure limit(TLV) present for cobalt? A lesson from hard metal disease in Japan." Advances in the Prevention of Occupational Respiratory Diseases.388-392 (1998)
• [Publications] Zhang, Q.: "Differences in the inflam mogenicity of standard and ultrafine nickel : the role of nitric oxide." Advances in the Prevention of Occupational Respiratory Diseases.866-872 (1998)
• [Publications] Zhang,Q.: "Differences in the extent of inflammation caused by intratracheal exposure to 3 ultrafine metals : role of free radicals." Journal of Toxicology and Environmental Health.53. 423-438 (1998)
• [Publications] Zhang,Q.: "Toxicity of Ultrafine Nickel Particles in Lungs after Intratracheal Instillation." Journal of Occupational Health.40(3). 171-176 (1998)