脳虚血病態の解析と分子イメージング:プロスタグランジン合成酵素を標的として

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14370266
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 久下 裕司 京都大学, 薬学研究科, 助教授 (70321958)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 玉木 長良 北海道大学, 大学院・医学研究科, 教授 (30171888) ; 清野 泰 京都大学, 医学研究科, 助手 (50305603) ; 佐治 英郎 京都大学, 薬学研究科, 教授 (40115853) ; 横田 千晶 国立循環器病センター研究所, 病因部, 室員 (80300979) ; 関 興一 北海道大学, アイソトープセンター, 教授 (60094835)
• Keywords: 脳虚血病態 / 分子イメージング / プロスタグランジン / シクロオキシゲナーゼ(COX-2) / ポジトロンCT(PET) / シングルフォトンCT(SPECT)

Research Abstract

本研究では、分子生物学的研究にインビボ分子イメージングの手法を組み入れ、(1)局所脳虚血病態に対するシクロオキシゲナーゼ-2(COX-2)の組織障害性作用と脳組織再生作用を解析し、COX-2の作用とその阻害薬の役割を明らかにすること、及び、(2)COX-2を標的とした分子イメージング法による脳虚血病態診断の可能性を探ることを目的とし、以下の検討を行った。
1.選択的COX-2阻害薬の作用に関する検討
ラットを用い、COX-2阻害薬前投与下あるいは非投与下に拡散性抑制(Spreading Depression, SD)を誘発した。誘発されたSDは、今回購入したポリグラフシステム、生体電気計測システムを用いてモニターした。Microarray analysisによりSD関連遺伝子としてMAPK phosphataseとS100A9遺伝子がスクリーニングされた。これらとCOX-2、IL1β、IL6に対してRT-PCRを行った結果、いずれの遺伝子も、SD誘発ラットの誘発側皮質では対照群より有意に高かった。COX-2、IL1β、IL6、MAPK phosphataseはSD誘発側で有意に発現増加していたが、S100A9遺伝子発現には左右差はなかった。COX-2阻害薬前投与により、SD誘発側IL1β、IL6、両側のS100A9遺伝子発現が有意に抑制された。これらの結果から、選択的COX-2阻害薬によるCOX-2活性の抑制は、SD誘発側皮質のIL1β、IL6発現とS100A9遺伝子の両側性発現抑制を伴うことが示唆された。
2.COX-2を標的とした分子イメージング法に関する検討
構造-活性相関学的検討から選択的COX-2阻害薬であるCelecoxibのヨウ素置換体をデザインした。さらに、放射性ヨウ素標識体を得るため、数種の標識前駆物質の合成、及びヨウ素置換体の合成を試み、これらに成功した。現在、放射牲ヨウ素標識法に関する検討を実施中である。

Research Products

• [Publications] Tsukamoto M, Kuge Y, Tamaki N, 他: "Use of a standardized uptake value for parametric in vivo imaging of benzodiazepine receptor distribution on [^<11>C]flumazenil brain PET"Eur J Nucl Med Mol Imaging. 発表予定(印刷中).
• [Publications] Yokota C, Kuge Y, Tamaki N, 他: "Temporal and topographic profile of cyclooxygenase-2 expression during 24 hours of focal ischemia"Neursci Lett.. 357(3). 219-222 (2004)
• [Publications] Kaji T, Kuge Y, Yokota C, 他: "Characterization of [^<123>I]iomazenil distribution in a rat model of focal cerebral ischemia in comparison with pathophysiological findings"Eur J Nucl Med Mol Imaging. 31(1). 64-70 (2004)
• [Publications] Kuge Y, Seki K, Tamaki N, 他: "Characteristic Brain Distribution of [1-^<14>C]Octanoate in a Rat Model of Focal Cerebral Ischemia in Comparison with Those of [^<123>I]IMP and [^<123>I]Iomazenil"J Nucl Med.. 44(7). 1168-1175 (2003)
• [Publications] Yokota C, Kuge Y, Tamaki N, 他: "Cyclooxygenase-2 Expression Associated With Spreading Deptression in a Primate Model"J Cereb Blood Flow Metab.. 23(4). 395-398 (2003)
• [Publications] Yokota C, Kuge Y, Tamaki N, 他: "Post-ischemic cyclooxygenase-2 expression is regulated by the extent of cerebral blood flow reduction in non-human primates"Neurosci Lett.. 341(1). 37-40 (2003)
• [Publications] Kuge Y, Yokota C, Tamaki N, 他: "PET and Molecular Imaging -State of the art and future perspectives-"Elsevier Science B.V. 285 (2004)