特異的代謝制御分子の設計による酸素毒性と循環病態の制御

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11557014
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 井上 正康 大阪市立大学, 医学部, 教授 (80040278)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 英介 大阪市立大学, 医学部, 助手 (60211942)
• Keywords: 活性酸素 / スーパーオキシド / No / 循環制御 / 高血圧 / ショック / コレステロール代謝 / SOD

Research Abstract

高齢者の健康維持における医学的中心課題は、脳心血管系の機能維持と癌予防である。これらの三大疾患には血管系と遺伝子周辺における活性酸素毒性が重要な役割を担うことが判明しつつあるが、その分子論的実体は尚不明であり、有効な予防治療法も確立されていない。
申請者らは、血中を長時間循環するpH感応型のSOD(SM-SOD)、血管内皮細胞のヘパラン硫酸に親和性を有するSOD(HB-SOD)、およびMannose受容体親和性SOD(MAN-SOD)等を開発し、虚血病巣、血管内皮および網内系細胞近辺でスーパーオキシドを特異的に検出消去するシステムを開発してきた。これらを用い、高血圧、脳虚血障害、脳浮腫、再循環性不整脈、肝移植病態等にスーパーオキシドを主体とする活性酸素が重要な病因として関与する事を世界に先駆けて報告してきた。本研究は、特定の組織や細胞に親和性を有するSODの開発に加え、各種の活性酸素種の部位特異的代謝制御剤を開発し、上記疾患における活性酸素動態の意義を明らかにすると同時に、その特異的代謝制御による新たな予防治療法の確立を目的とする。
解析の結果、1)遺伝性(SHR)および非遺伝性高血圧ラットでは、スーパーオキシドとNOのバランスが崩れ、内因性抗酸化物であるGSHとアスコルビン酸の代謝回転量が特異的に低下(50%)していることが判明した。また、HMG-CoA reductaseの阻害剤Fulvastatinが両抗酸化物の代謝回転を著明に正常化することが明らかになった。したがって、本酵素阻害剤は、高脂血症を改善するのみならず、内因性抗酸化物の防御機能を増強することによっても治療効果を発揮していることが判明した。2)MAN-SODを合成して解析した結果、本SODが正常動物の血圧を瞬時に消失させて死亡させることから、スーパーオキシドが正常血圧維持にも不可欠であることが判明した。本現象は麻酔剤感受性を示し、ウレタン麻酔により消失することが判明した。したがって、全身血圧の監視機構を担う細胞はマンノースレセプターを有する興奮性細胞だることが示唆された。現在、この局在部位を解析中である。

Research Products

• [Publications] M. Kashiba, E. Kasahara, K. C. Chien, M. Inoue: "Fates and vascular action of s-nitrosoglutathione and related compounds in the circulation"Archives of Biochemistry & Biophysics. 363. 213-218 (1999)
• [Publications] A. Kashiwagi, H. Hanada, M. Yabuki, T. Kanno, R. Ishisaka, J. Sasaki, M. Inoue, K. Utsumi: "Thyroxine enhancement and the role of reactive oxygen species in tadpole tail apoptosis"Free Radical Biology &Med.. 26. 1001-1009 (1999)
• [Publications] Y. Takehara, H. Nakahara, S. Okada, K. Yamaoka, K. Hamazaki, A. Yamazato, M. Inoue, K. Utsumi: "Oxygen concentration regulates NO-dependent relaxation of aortic smooth muscles"Free Rad. Res.. 30. 287-294 (1999)
• [Publications] I. Imada, E. F. Sato, M. Miyamoto, Y. Ichimori, Y. Minamiyama, R. Konaka, M. Inoue: "Analysis of reactive oxygen spieces generated by neutrophils using a chemilumenescence probe L-012"Analytical Biochemistry. 271. 53-58 (1999)
• [Publications] Y. Minamiyama, S. Yakemura, T. Akiyama, S. Imaoka, M. Inoue, Y. Funae, S. Okada: "Isoforms of cytochrome P450 on organic nitrate-dereved nitric oxide release in human heart vessels"FEBS Letters. 452. 165-169 (1999)
• [Publications] S. Takemura, Y. Minamiyama, S. Imaoka, Y. Funae, K. Hirohashi, M. Inoue, H. Kinoshita: "Hepatic cytochrome P450 is directly inactivated by nitric oxide, not by inflammatory cytokines, in the early phase of endotoxemia."J. of Hepatology. 30. 1035-1044 (1999)
• [Publications] M. Inoue, M. Nishikawa, E. F. Sato, K. Matsuno, J. Sasaki: "Synthesis of superoxide dusmutase derivative that specifically accumulates in renal proximal tubule cells"Archives of Biochemistry and Biophysics. 368. 354-360 (1999)
• [Publications] R. Konaka, E. Kasahara, W. C. Dunlap, Y. Yamamoto, K. Chien, M. Inoue: "Irradiation of titanium dioxide generates both singlet oxygen and superoxide anion"Free Radical Biol.& Med.. 27. 294-300 (1999)
• [Publications] M. Inoue, M. Nishikawa, E. F. Sato, P. AH-Mee, M. Kashiba, Y. Takehara, K. Utsumi: "Cross-talk of NO, superoxide and molecular oxygen, A majestry of aerobic life"Free Rad. Res.. 31. 251-260 (1999)
• [Publications] O. Pechanove, M. Kashiba, M. Inoue: "Role of glutathione in stabilization of nitric oxide during hypertension developed by inhibition of nitric oxide synthase in rat"Jap J Pharmacol. 81・22. 223-229 (1999)
• [Publications] Utsumi, K., Takehara, Y., Inai, Y., Yabuki, M., Kanno, T., Nishikawa, M., Sato, EF., Inoue, M.: "Mitochondria, Oxidants, and Aging"Academic Press. 57-71 (1999)
• [Publications] M. Inoue, M. Nishikawa, E. F. Sato, E. Kasahara, K.C. Chien, M. Miyoshi, Y. Takehara, K. Utsumi: "Regulation of energy metabolism by NO and oxyradicals"Elsevier Science. 3-11 (1999)