生体計測ESRIを用いた疾患モデル動物でのフリーラジカル動態解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15087206
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 内海 英雄 九州大学, 大学院・薬学研究院, 教授 (20101694)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 健一 九州大学, 大学院・薬学研究院, 助手 (60346806) ; 輿石 一郎 九州大学, 大学院・薬学研究院, 助教授 (20170235)
• Keywords: 生体計測ESR / スピンプローブ / フリーラジカル / 酸化ストレス性疾患 / 脳虚血再灌流

Research Abstract

我々は、これまで血液脳関門通過性を有し、脳実質内に長時間滞留するスピンプローブ剤の開発に成功している(Free Radic Med Biol,28,2000)。そこで、これらプローブ剤の有用性、また疾患モデル動物とフリーラジカルとの関わりを明らかにするために、脳虚血再灌流モデル動物を作成し生体計測ESRにて検討した。
リポソーム膜透過性の検討及び脳内残存量の測定から、carboxy-PROXYLは細胞膜非透過性、carbamoyl-PROXYLは微透過性、methoxycarbonyl-PROXYLは通過性を有することが明らかとなった。これらのスピンプローブをラット脳虚血再灌流モデルに適用したところ、なかでもcarbamoyl-PR0XYLのみが虚血再灌流群でシグナル減衰の亢進を示し、この亢進はSODやMCI-186によって抑制された。SODは、O_2・^-を不均化するだけでなく、脂質由来ラジカル生成を抑制することが報告されている。以上のことから、carbamoyl-PROXYLで認められたシグナル減衰の亢進は、脂質由来のラジカルであることが示唆された(Free Radic Med Biol,35,2003)。また、マウスを用いた脳虚血再灌流モデルにて、尾静脈内投与したcarbamoyl-PROXYLのシグナル減衰亢進が、頭部に限局していることが見いだされた。脳においては、脂質過酸化反応の亢進を示すTBARsの蓄積が起こり、carbamoyl-PROXYLのシグナル減衰亢進が脂質由来ラジカルのスカベンジャーであるPBNで抑制されたことから、脳虚血再灌流後のシグナル減衰亢進が脂質由来ラジカルによるものであることを再確認することができた。さらにin vitroの実験から脂質由来ラジカル生成系においてcarbamoyl-PROXYLのシグナル減衰が起こることから、carbamoyl-PROXYLが脂質由来ラジカルの生成を検出するのに適したプローブであることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Yamato, M., Egashira, T, Utsumi, H.: "Application of in vivo ESR spectroscopy to measurement of cerebrovascular ROS generation in stroke"Free Radic Biol Med. 35・12. 1619-1631 (2003)
• [Publications] Utsumi, H., Yamada, K.: "In vivo electron spin resonance-computed tomography/nitroxyl probe technique for non-invasive analysis of oxidative injuries"Arch Biochem Biophys. 416・1. 1-8 (2003)
• [Publications] Yonekura, Y., Koshiishi, I., Yamada, K., Mori, A., Uchida, S., Nakamura, T., Utsumi, H.: "Association between the expression of inducible nitric oxide synthase by chondrocytes and its nitric oxide-generating activity in adjuvant arthritis in rats"Nitric Oxide. 8・3. 164-169 (2003)
• [Publications] Matsumoto, S., Koshiishi, I., Inoguchi, T., Nawata, H., Utsumi, H.: "Confirmation of superoxide generation via xanthine oxidase in streptozotocin-induced diabetic mice"Free Radic Res. 37・7. 767-772 (2003)
• [Publications] Kasazaki, K., Yasukawa, K., Sano, H., Yamada, K., Utsumi, H.: "Application of in vivo ESR spectroscopy to pharmaceutical sciences : Evaluation of in vivo inhibitory mechanism of antigastric lesion drugs"Appl Magn Reson. 23・3-4. 585-595 (2003)
• [Publications] Kasazaki, K., Yasukawa, K., Sano, H., Utsumi, H.: "Non-invasive analysis of reactive oxygen species generated in NH4OH-induced gastric lesions of rats using a 300 MHz in vivo ESR technique"Free Radic Res. 37・7. 757-766 (2003)