2003 Fiscal Year Annual Research Report

腎疾患における生体内酸化ストレス動態の非侵襲的画像化解析と抗酸化療法への応用

Research Project

Project/Area Number	15790427
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	平山暁筑波大学, 臨床医学系, 講師 (20323298)
Keywords	電子スピン共鳴 / ESR(EPR)イメージング / スピンプローブ / 虚血再潅流急性腎不全 / phosphatidylcholine hydroperoxide / 酸化ストレス
Research Abstract	本研究では,in vivo計測の利点を生かし,腎疾患発症前の段階からラジカル消去能を各臓器毎にESR画像化解析を行い,リアルタイムの酸化ストレス変化を追跡し,病態発症・進展への関与を明らかにすることを目的とする. (1)ストレプトゾトシン(STZ)投与Nrf2遺伝子欠損マウスにおける検討 In vivo ESR測定の結果STZ投与Nrf2遺伝子欠損マウスではSTZ投与野生型に比べスピンプローブCarbamoyl-PROXYLの消失半減期がSTZ投与1週後では短縮し,2週以降は延長に転じた.STZ投与モデルはNOの強い関与が知られているが,STZ投与Nrf2遺伝子欠損マウスにNO合成酵素阻害剤L-NAMEおよびマンニトールを投与するとCarbamoyl-PROXYL消失半減期は回復した.このことよりSTZ投与Nrf2遺伝子欠損マウスではペルオキシナイトライト-ヒドロキシラジカル系を介した酸化ストレス亢進が存在することが示唆された. (2)虚血再潅流障害による急性腎不全モデルにおける検討片腎摘出,片腎30-45分の虚血再潅流モデル作成し,ESRイメージングにより腎局所での酸化ストレス変動評価の可能性を検討した.Carbamoyl-PROXYL静注後約30分間に4-6回程度のESRイメージが撮像可能であり,静注直後の像から特定された腎,肝など特定領域の画素値を経時的に片対数グラフにプロットするとR2=0.90程度の相関関数を持って近似可能であった.この方法により得られた腎の半減期は,虚血再潅流後3日目に延長し,7日目では部分的な回復に留まることを示した.一方従来のL-band ESR測定では上腹部でのCarbamoyl-PROXYL半減期は7日目には虚血前のレベルに戻り,腎でのESRイメージングの結果と解離した.このため臓器ホモジネートを作成し,フェリシアン化カリウムを用いて臓器中の還元能をex vivoで測定したところ,その結果はESRイメージングの結果と合致するものであった.以上よりESRイメージング法が従来のL-band ESR法よりも腎障害時の酸化ストレス評価として適切であると考えられた.

Research Products

(10 results)

All Other

All Publications (10 results)

[Publications] Hirayama A. et al.: "EPR imaging of reducing activity in Nrf2 transcriptional factor deficient mice."Free Radical Biology & Medicine. 34,10. 1236-1242 (2003)
[Publications] Hirayama A.et al.: "Electron paramagnetic resonance imaging of nitric oxide organ distribution in lipopolysuccaride treated mice"Molecular and Cellular Biochemistry. 244,1. 63-67 (2003)
[Publications] Ueda A.et al.: "Importance of renal mitochondria in the reduction of TEMPOL, a nitroxide radical."Molecular and Cellular Biochemistry. 244,1. 113-118 (2003)
[Publications] Morito N.et al.: "Nrf2 regulates the sensitivity of death receptor signals by affecting intracellular glutathione levels."Oncogene. 22,58. 9274-9281 (2003)
[Publications] Morito N.et al.: "Nrf2-dificiency improves autoimmune mephritis caused by the fas mutation lpr."Kidney International. (In press). (2004)
[Publications] Masuda K.et al.: "Antioxidant capacity in rat skeletal muscle tissues determined by electron spin resonance."Comparative Biochemistry and Physiology Part B : Biochemistry and Molecular Biology. 134,2. 215-220 (2003)
[Publications] 平山暁他: "ESRイメージングによる腎抗酸化能変化のin vivo無侵襲定量解析法の確立とエリスロポエチンによる臓器保護効果測定への応用"腎とフリーラジカル. 第7集(In press). (2004)
[Publications] Aoyagi K.et al.: "Inhibition by heparin of protein kinase C activation and hydroxyl radical generation in puromycin aminonucleoside treated isolated rat hepatocytes"Mol.Cell.Biochem.. 244(1). 3-9 (2003)
[Publications] Kato N.et al.: "The antioxidant EPC-K1 ameliorates brain injury by inhibiting lipid peroxidation in a rat model of transient focal cerebral ischemia."Acta Neurochir. 145. 489-493 (2003)
[Publications] Hirayama A.et al.: "Oxidative stress during leukocyte absorption apheresis."Journal of Clinical Apheresis. 18(2). 61-66 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

腎疾患における生体内酸化ストレス動態の非侵襲的画像化解析と抗酸化療法への応用

Principal Investigator

平山 暁 筑波大学, 臨床医学系, 講師 (20323298)

Research Products

[Publications] Hirayama A. et al.: "EPR imaging of reducing activity in Nrf2 transcriptional factor deficient mice."Free Radical Biology & Medicine. 34,10. 1236-1242 (2003)

[Publications] Hirayama A.et al.: "Electron paramagnetic resonance imaging of nitric oxide organ distribution in lipopolysuccaride treated mice"Molecular and Cellular Biochemistry. 244,1. 63-67 (2003)

[Publications] Ueda A.et al.: "Importance of renal mitochondria in the reduction of TEMPOL, a nitroxide radical."Molecular and Cellular Biochemistry. 244,1. 113-118 (2003)

[Publications] Morito N.et al.: "Nrf2 regulates the sensitivity of death receptor signals by affecting intracellular glutathione levels."Oncogene. 22,58. 9274-9281 (2003)

[Publications] Morito N.et al.: "Nrf2-dificiency improves autoimmune mephritis caused by the fas mutation lpr."Kidney International. (In press). (2004)

[Publications] Masuda K.et al.: "Antioxidant capacity in rat skeletal muscle tissues determined by electron spin resonance."Comparative Biochemistry and Physiology Part B : Biochemistry and Molecular Biology. 134,2. 215-220 (2003)

[Publications] 平山 暁 他: "ESRイメージングによる腎抗酸化能変化のin vivo無侵襲定量解析法の確立とエリスロポエチンによる臓器保護効果測定への応用"腎とフリーラジカル. 第7集(In press). (2004)

[Publications] Aoyagi K.et al.: "Inhibition by heparin of protein kinase C activation and hydroxyl radical generation in puromycin aminonucleoside treated isolated rat hepatocytes"Mol.Cell.Biochem.. 244(1). 3-9 (2003)

[Publications] Kato N.et al.: "The antioxidant EPC-K1 ameliorates brain injury by inhibiting lipid peroxidation in a rat model of transient focal cerebral ischemia."Acta Neurochir. 145. 489-493 (2003)

[Publications] Hirayama A.et al.: "Oxidative stress during leukocyte absorption apheresis."Journal of Clinical Apheresis. 18(2). 61-66 (2003)

平山暁筑波大学, 臨床医学系, 講師 (20323298)

[Publications] 平山暁他: "ESRイメージングによる腎抗酸化能変化のin vivo無侵襲定量解析法の確立とエリスロポエチンによる臓器保護効果測定への応用"腎とフリーラジカル. 第7集(In press). (2004)