口腔領域における活性酸素ラジカル発生の消長とそのin vivo画像化

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10557167
• 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): 塗々木 和男 神奈川歯科大学, 歯学部, 講師 (90139577) ; 小林 裕 神奈川歯科大学, 歯学部, 教授 (50130919) ; 田村 謙二 神奈川歯科大学, 歯学部, 教授 (20163686) ; 河野 雅弘 日本電子株式会社, 分析機器技術本部・ESR開発グループ, グループ長 ; 庄司 洋史 神奈川歯科大学, 歯学部, 助手 (90277913)
• Keywords: 活性酸素ラジカル / 電子磁気共鳴(ESR) / スピンプローブ / 頭部イメージング / in vivo ESR / 血液-脳関門

Research Abstract

電子磁気共鳴(ESR)法は,ラジカル種を非浸襲,非破壊的に直接測定できる方法である。とくにin vivo ESR法は生体内に存在するラジカル種の非浸襲測定を可能とし,ラジカル動態のモニタリングに対し有効な手段である。現在磁場掃引速度の高速化及び画像処理技術の向上により2次元ESR imagingが可能となっているが,3次元ESR imagingではラジカルの空間的分布を明瞭にすることは困難である。我々の教室では三次元磁場勾配コイルを備えた3次元ESR-CT imaging装置を開発し,ラジカルスピンプローブを投与したマウス頭部およびラット摘出脳2次元投影ESR測定および3次元ESR-CT imaging測定に成功した。またこの方法で得られたデータをもとにX,Y,Z3方向からの断層画像,そして立体画像構築を試みた。C-PROXYL、MC-PROXYL大腿静脈投与後,マウス頭部から3本線ESRシグナルが検出され,頭部領域にスピンプローブが到達していることが確認された。しかし磁場勾配を与えて測定した3次元ESRイメージング画像は,頭部領域へのラジカル分布の存在を示していたが,C-PROXYLは脳に移行していないことが3次元測定により確認された。これは,C-PROXYLが血液脳関門(BBB)を通過しないためである。一方,BBBを通過するMC-PROXYLでは,脳への移行が確認された。MC-PROXYL投与ラットの摘出脳からESRシグナルが検出され輪郭のはっきりとしたイメージング画像が得られたのに対し,C-PROXYL投与ラット摘出脳からはシグナルはほとんど検出されず,C-PROXYLが脳へ移行していないことが確認された。総頚動脈からの片側投与実験では,MC-PROXYL投与側の脳半球からラジカル分布画像が得られ,ESR-CT imaging測定がスピンプローブ分布の位置情報を空間的に明確にできた。しかし,得られる画像のコントラストは詳細を判別するには不十分であった。これは,用いたスピンプローブの線幅がESR imagingには広いこと,また現在使用しているマイクロ波周波数が1GHz付近のためである。従って,より詳細なラジカル分布の位置情報を得るために,スピンプローブの開発と本システムのさらなる改良・開発が必要である。また,口腔付近のイメージングについても同様に解像度の向上を急ぐ予定である。

Research Products

• [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 栄逸郎: "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 栄逸郎: "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."Antioxidant & Redox Signaling. 1. 55-69 (1999)
• [Publications] 川口 健: "職域健診受信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] 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 component enzyme."Bulletin of Kanagawa Dental College. 27. 33-35 (1999)
• [Publications] Testsuya Hagiwara: "Differential sensitivity to hydroxyl radical of pre- and postjunctional neurovascular transmission in the isolated canine mesenteric veine"Neuropharmacology. (in press). (2000)
• [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] 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)