口腔領域を標的とした一酸化窒素(NO)のin vivo計測と生成領域の3次元画像化

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12771116
• Research Institution: Kanagawa Dental College
• Principal Investigator: 庄司 洋史 神奈川歯科大学, 歯学部, 助手 (90277913)
• Keywords: 電子磁気共鳴(ESR)法 / ニトロキシドラジカル / ESR imaging / 一酸化窒素(NO) / ジチオカルバメート鉄錯体

Research Abstract

本研究の最終目標は「L-band ESRを用いて口腔内領域で産生されたNOをin vivoリアルタイム計測し,その分布領域をin vivo ESR-CT imaging systemを用いて3次元画像化すること」を達成することにある.そのため,平成12年度は,(1)X-band in vitro ESRによるNO検出と実験的方法論の確認,(2)L-band in vivo ESRによるnitroxide radicalの検出と画像化を試みた.NOトラップ剤に鉄ジチオカルバメート錯体(Fe-DTCS)を用い,そのスピントラップ特性をX-band in vitro ESRにより検討した.NO発生剤NOC-7により放出されるNOをFe-DTCS錯体によりトラップし生成されるNO-Fe-DTCSスペクトルは,添加NOC-7濃度依存性に増加し,化学量論的にNOC-7濃度とNO-Fe-DTCS濃度間に1:1の直線関係を得ることができ,検出限界はNOC-7濃度で100nMであった..また,このアダクトは水溶液中で2時間にわたりほぼ安定,すなわち酸化還元等の影響を受けにくいことから,生体系への応用の可能性が示唆された.In vitroでのスピンとラップ特性の検討後,in vivo実験へと移行した.Fe-DTCSを用いた生体内NOトラップによるNO画像化に着手する前の予備実験として,安定nitroxide spin probe投与動物の3次元画像化を行った.Fe-DTCS錯体がNOをトラップして生成されるNO-Fe-DTCS錯体はnitroxide radicalである.よって予備実験には同様のnitroxide radicalであるcarbamoyl-PROXYLおよびMC-PROXYLを用いた.Carbamoyl-PROXYLが血液脳関門(BBB)を通過しないのに対し,MC-PROXYLは容易に通過する薬物である.この性質の異なる薬物投与により,分布領域の区別化が可能であるか頭部にて検討した.MC-PROXYL投与ラットおよびマウスの頭部L-band in vivo ESR測定では,nitroxide radicalの存在を示す3本線ESRシグナルが検出され,3次元画像により脳を舍む頭部領域全体に分布していることが確認された.一方,carbamoyl-PROXYL投与ラットおよびマウスにおいても,nitroxide radicalのESRシグナルが検出されたが,3次元画像化によりこのシグナルが脳領域を除く顎顔面部に由来する.すなわち顎顔面部にのみ分布していることが確認された.よって,我々の教室で開発したL-band in vivo ESR imaging systemにより,外因性radicalの分布領域の位置情報を明確にできることが示唆された.よって平成13年度では,12年度で確立したFe-DTCS錯体によるNOトラップ手法をL-vand in vivo ESRに移行させ,病態モデルを用いたin vivo NOトラッピングおよび顎顔面部におけるNO分布領域の画像化に着手する.

Research Products

• [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"Bull.Kanagawa Dent.Col.. 27(1). 18-20 (1999)
• [Publications] Hirofumi Shoji: "Concentration-responce effects of nitric oxide released from nitric oxide donor NOC-7 on myofilament function in skinned rabbit cardiac trabeculae"Bull.Kanagawa Dent.Col.. 28(1). 10-12 (2000)
• [Publications] Hirofumi Shoji: "Intracellular effects of nitric oxide on force production and Ca^<2+> -sensitivity cardiac myofilaments"Antioxidant & Redox Signaling. 1(4). 509-521 (1999)
• [Publications] Hirofumi Shoji: "Development of the in vivo electron spin resonance-CT imaging system and its applicaion"Microcirculaion annual. 149-150 (2000)
• [Publications] 庄司洋史: "in vivo electron spin resonance (ESR) -CT imaging -nitroxide radical spin probe分布領域の三次元画像化-"磁気共鳴と医学. 12(印刷中). (2000)