頭部口腔領域におけるフリーラジカルin vivo三次元イメージングとその応用

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12877300
• Research Institution: Kanagawa Dental College
• Principal Investigator: 久保田 英朗 神奈川歯科大学, 歯学部, 教授 (50170030)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 李 昌一 神奈川歯科大学, 歯学部, 講師 (60220795) ; 高橋 俊介 神奈川歯科大学, 歯学部, 講師 (60206810) ; 塗々木 和男 神奈川歯科大学, 歯学部, 講師 (90139577) ; 吉野 文彦 神奈川歯科大学, 歯学部, 助手 (20308307) ; 庄司 洋史 神奈川歯科大学, 歯学部, 助手 (90277913)
• Keywords: 電子スピン共鳴(ESR)法 / ニトロキシドラジカル / ESR Imaging / フリーラジカル / 酸化ストレス

Research Abstract

本研究プロジェクトは,「頭部口腔領域の活性酸素フリーラジカル生成の消長を三次元立体画像化すること」を目的として進められ,申請者らはすでに活性酸素フリーラジカルは顎関節滑液中に産生していることを報告した(Y. Kawai et al.,Journal of Dental Research,79,2000,1489-1495.)。さらに電子スピン共鳴(electron spin resonance ; ESR)による三次元画像化を可能にするためのスピンプローブの開発が進められ,目的とした測定領域を頭部口腔領域としたため,脳と顎口腔領域のそれぞれに適したspin probeを用いた。実際使用したspin probeとしては脳に適したspin probeとしては脳血液関門を通過可能であるnitoxyl spin probeである3-methoxycarvonyl-2,2,5,5-tetramethyl-pyrrolidine-1-yloxy(MC-PROXYL)と脳血液関門を通過できないcarbamoyl-PROXYLを使用して頭部口腔領域における活性酸素フリーラジカルの消長を評価・分析した。動物モデルとしては活性酸素フリーラジカル産生による酸化ストレスを評価するために酸化ストレスにより高血圧症を発症するといわれるspontaneously hypertensive rat(SHR)を用いた。SHR分離脳において正常ラットに比べてESR画像化においてMC-PROXYLの分布する画像のdecayが早いことが観察され,非侵襲的にin vivo ESR L-band測定したdecay rateも同様にSHRが正常ラットに比べて早いことが確認された。これらのことからSHRの脳内の酸化ストレスが高いことをin vivo ESR技術により内外でも始めて報告した(研究発表論文参照)。また,これに加えてMC-PROXYLとcarbamoyl-PROXYLの画像を比較検討することにより顎顔面領域のspin probeの画像化にも成功した(Lee, M.-C. et al., Dentistry in Japan, in press, 2002)顎顔面領域におけるESR法による画像化は世界に類ない報告であり,さらに活性酸素フリーラジカル由来の口腔疾患における三次元画像化に向けたin vivo ESR技術のアプリケーションによる着実な成果を期している.

Research Products

• [Publications] Kawai. Y: "Reactive oxygen species participation in experimentally induced arthritis of the tempromandibular joint in rats"Journal of Dental Research. 79(7). 1489-1495 (2000)
• [Publications] Chang-il Lee: "Regulation of xanthine oxidase by nitric oxide and peroxynitrite"Journal of Biological Chemistry. 275(13). 9369-9376 (2000)
• [Publications] Chang-il Lee: "Biphasic regulation of leukocyte superoxide generation by nitric oxide and peroxynitrite"Journal of Biological Chemistry. 275(50). 38965-38972 (2000)
• [Publications] Chang-il Lee: "Non-invasive assessment of oxidative stress using by in vivo electron spin resonance (ESR) imaging system"APES'01 ESR SYMPOSIUM. (in press). (2002)
• [Publications] Chang-il Lee: "Application of bioradical detecting system using by in vivo electron spin resonance (ESR) spectroscopy"JSBB SYMPOSIUM. (in press). (2002)
• [Publications] Chang-il Lee: "Application of In vivo Electron Spin Resonance (ESR) Spectroscopy for Oral Region of Small Animal Model"Dentistry in Japan. (in press). (2002)
• [Publications] Chang-il Lee: "Concentration-effects of nitric oxide and peroxynitrite on leukocyte superoxide generation : The role of free radicals on inflammatory response of periodontal disease"Bulletin of Kanagawa Dental College. 12-14 (2001)
• [Publications] Shoji, H: "In vivo electron spin resonance (ESR) imaging : A basic research for bioradical detection system in oral tissues"Bulletin of Kanagawa Dental College. 10-11 (2001)