生体近赤外分光法による脳虚血時の生体内一酸化窒素発生機序の研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10670055
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: 金城 勝 国立循環器病センター研究所, 共通実験室, 室長 (10132929)
• Keywords: 生体近赤外分光 / 一酸化窒素 / 一酸化窒素合成酵素 / ニトロインダゾール / アミノグアニジン / エチルイソチオ尿素

Research Abstract

生体近赤外分光法は無侵襲測定であるため、同一個体を連続(繰返し)測定することができる。この特徴を活かして、同一個体で、例えば、脳の近赤外連続スペクトルの経時変化をモニター出来るシステムを開発した。さらに、得られた連続スペクトルが潜在的に持っている情報を引出すため、拡張性の高いデータ解析技術を開発した。その結果、生体内で産生される一酸化窒素(NO)が血中ヘモグロビンと結合してできた一酸化窒素ヘモグロビン(HbNO)の定量に成功した。酸素濃度5%の低酸素雰囲気中のジャービル(砂ネズミ)脳の近赤外スペクトルを連続測定し、HbNOの経時変化を調べた結果、成熟ジャービルでは低酸素曝露の直後からHbNOが増加し、およそ10分ぐらいで飽和に達することが分かった。NOは血管内皮型(eNOS)、神経型(nNOS)、及び、誘導型(iNOS)の3種の一酸化窒素合成酵素(NOS)によって産生される。低酸素負荷時のNOがどのアイソフォームに由来するかを検討するため、NOSの阻害剤を用いてHbNOの産生状況を調べた。非特異的阻害剤のN-モノメチルアルギニン(NMMA)50mg/kgの腹腔内投与ではHbNOの増加はほぼ完全に抑えられた。nNOS阻害剤の7-ニトロインダゾール(7-NI)60mg/kgではHbNOは誤差範囲でほぼ一定であった。また、nNOSとeNOSに相対的に強い阻害作用を示すL-ニトロアルギニンメチルエステル(L-NAME)80mg/kgでもHbNOは誤差範囲内で一定であった。一方、iNOS阻害剤のS-エチルイソチオ尿素30mg/kgの腹腔内投与ではHbNOの上昇が見られた。これらのことから、iNOSの関与は無く、nNOSとeNOSとが共に関与していることが示された。また、ジャービルの総頚動脈の一側結紮ではHbNOは結紮時には増加せずその後の再開通時にするが、両側結紮では結紮直後から急激に増加することが分かった。この場合のNOS阻害剤の効果も調べたが、上と同様であった。

Research Products

• [Publications] Toshihiro Kakefuda: "Nitrosyl hemoglobin detected by near-infrared spectroscopy in rat liver allografts"Transplantation International. 12・5. 307-315 (1999)
• [Publications] Masaru Kanashiro: "Progress of rejection observed by in vivo near infrared spectroscopy"The Review of Laser Engineering. 28・5. (2000)
• [Publications] 金城勝(分担執筆): "実用分光法シリーズIV、分光学の医学応用"IPC出版. 321 (1999)