ヒトの生後早期における抗酸化作用を有するビリルビンと脳酸素消費率の変動の関連性

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K10092
• Research Institution: Kagawa University
• Principal Investigator: 日下 隆 香川大学, 医学部, 教授 (50274288)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安田 真之 香川大学, 医学部附属病院, 講師 (00380155) ; 小谷野 耕佑 香川大学, 医学部附属病院, 助教 (20437685) ; 岡田 仁 香川大学, 医学部, 准教授 (30253272) ; 三木 崇範 香川大学, 医学部, 教授 (30274294) ; 岩瀬 孝志 香川大学, 医学部附属病院, 講師 (30284368) ; 上野 正樹 香川大学, 医学部, 教授 (30322267) ; 中村 信嗣 香川大学, 医学部附属病院, 助教 (30437686)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 新生児黄疸 / ビルルビン / 脳酸素消費率 / 抗酸化作用 / 抱合ビリルビン / 近赤外光 / HPLC

Outline of Annual Research Achievements

新生児黄疸を認める動物はヒトとアカゲザルのみであり、その生理作用の意義はビリルビンの抗酸化により、生後の急激な血中酸素分圧の上昇に伴い増加する活性酸素を消去して、組織障害を軽減する事にあると考えられる。本研究課題の目的は、ヒトの新生児黄疸の主たる要因であるビリルビンIXαの変動（生後の増加後の減少）と、活性酸素種産生量の主たる要因と考えられる組織酸素消費率の変動（増加）との関連性を見出すことである。特にヒト特有で酸素消費量が最も多い臓器は脳であるため、脳酸素消費率に着目して検討を行う。つまり「ヒトの生後早期における抗酸化作用を有するビリルビンと脳酸素消費率の変動の関連性」を検討し、生理的黄疸の意義を、ヒト固有の脳酸素代謝の成熟による変化を基に裏付ける事を最終的目的とする。研究計画としては、動物実験での酸素消費率の基礎的検討を行うと同時に、HPLC等による血清、尿中ビリルビンと抱合体の測定とビリルビン酸化物質の分析法の確立を行う。その方法を用いて、早産児、正期産児を対象として、経時的に測定を行う。そして総合的に、血清(ZZ)-ビリルビンIXαとビリルビン抱合体と脳酸素消費率の生後発達の関係を検討し、ビリルビン抱合能の上昇時には酸素消費率が増加するか否かを見出す。またその間にビリルビン酸化物質としてのビリベルジン、尿中プロペントディオペント物質の変化も検討し、脳酸素消費率が増加した場合、それらが減少するか否かを見出す。さらに酸素障害に関連する疾患を発症した児においても経時的に測定し、それらの疾病での特徴的所見を明らかにする。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

早産児は成人と比べグルクロン酸抱合能が低いにもかかわらず、血中抱合ビリルビン濃度が高値を示すことがある。この要因は、抱合ビリルビンの排泄に関わるATP-binding cassette subfamily C member 2 (ABCC2)機能の発達的変化の関与の可能性が考えられる。尿中のcoproporphyrin I/ (coproporphyrin I + coproporphyrin III)比 [（UCP）{I/(I+III)}] は、ABCC2機能のバイオマーかとして利用可能であると報告されていため、本研究において早産児における尿中コプロポルフィリン（UCP）{I/(I+III)}の発達的な変化を検討した。対象は在胎25週から32週の21例の早産児で、生後24時間以内、生後1週、生後3～4週に採尿した。その検体を用いてUCP {I/(I+III)}を高速液体クロマトグフィーで測定し、UCP {I/(I+III)}と生後日齢及び受胎後週数との関係を検討した。肝機能障、胆汁うっ滞、尿路感染症、染色体異常は除外した。その結果、UCP {I/(I+III)}の平均（標準偏差）は生後24時間以内0.84 (0.059)、生後1週0.61 (0.14)、生後3-4週0.65 (0.15)であった。生後24時間以内のUCP {I/(I+III)}は生後1週、生後3-4週のそれと比較して有意に高値 (p<0.05)であった。UCP {I/(I+III)}と受胎後週数）には、有意な相関を認めなかった（R2=1.8x10-4, p=0.93）。これらの結果から、UCP {I/(I+III)}は生後24時間以内で高値を示し、生後1週で低下し生後4週まででは有意な変化を示さず、この時期の抱合ビリルビン値の高値は、肝臓での抱合能の未熟性が主な要因であると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

早産児の生後のビリルビン抱合能を評価するためには、肝臓における抱合能と抱合ビリルビンの排泄能の同時の評価が必要であると考えられる。これまでに、早産児では生後2週間以降は抱合ビリルビンの排泄能力は一定になることが確認され、抱合能力の評価には抱合ビリルビンと非抱合ビリルビンの評価で推測が可能と考えられる。今年度は、同じ早産児を対象に、抱合ビリルビンの抱合能の発達的評価を行い、排泄能との関連を検討する。同時に近赤光を用いた脳内酸素消費を測定する。特に、脳内Ｈｂ酸素飽和度は、脳内静脈内Ｈｂ酸素飽和度を示すと考えられるため、この臨床的裏付けを行うと同時に、この脳内Ｈｂ酸素飽和度が低下することは脳内酸素消費が進んだと考えられるため、その生後の経時的変化を測定して、ビリルビン抱合能との関連を検討する予定である。

Causes of Carryover

脳酸素代謝量測定の実験装置の不具合により遅延し、修理を行ったので血清（ZZ）-ビリルビンIXα、グルクロン酸抱合ビリルビン、ビリベルジンの測定を行う。

Research Products

• [Journal Article] 新生児集中治療室（NICU）で使用する薬剤のビリルビン遊離作用の研究 添付文書の記載 (2018)
  • Author(s): 新居 広一郎、岡田 仁、伊藤 進、川本 昌平、杉野 政城、近藤 健夫、加藤 育子、西庄 佐恵、小谷野 耕佑、安田 真之、岩瀬 孝志、日下 隆
  • Journal Title: 日本小児臨床薬理学会雑誌 Volume: 30 Pages: 48-52
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reactivity of bilirubin photoisomers on the measurement of direct bilirubin using vanadic acid method (2018)
  • Author(s): Okada H, Itoh S, Kawamoto S, Ozaki M, Kusaka T
  • Journal Title: Ann Clin Biochem Volume: 55 Pages: 296-298
  • DOI: 10.1177/0004563217709844
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of bilirubin photoisomers on the measurement of direct bilirubin by the bilirubin oxidase method (2018)
  • Author(s): Okada H, Kawada K, Itoh S, Ozaki M, Kakutani I, Arita T, Koyano K, Yasuda S, Iwase T, Murao K, Kusaka T
  • Journal Title: Ann Clin Biochem Volume: 55 Pages: 276-280
  • DOI: 10.1177/0004563217716474
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bilirubin photoisomers in rhesus monkey serum (2018)
  • Author(s): Okada H, Itoh S, Nii K, Sugino M, Fuke N, Koyano K, Yasuda S, Kusaka T
  • Journal Title: J Photochem Photobiol B Volume: 185 Pages: 50-54
  • DOI: 10.1016/j.jphotobiol.2018.05.019
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Relationship between prolonged neural suppression and cerebral hemodynamic dysfunction during hypothermia in asphyxiated piglets. (2018)
  • Author(s): Jinnai W, Nakamura S, Koyano K, Yamato S, Wakabayashi T, Htun Y, Nakao Y, Iwase T, Nakamura M, Yasuda S, Ueno M, Miki T, Kusaka T
  • Journal Title: Brain Dev Volume: 40 Pages: 649-661
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2018.04.010
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 新生児黄疸の管理の現状と解決 (2019)
  • Author(s): 日下 隆
  • Organizer: 第156回周産期母子医療研究会
• [Presentation] The unique metabolism of bilirubin and oxygen during neonatal period. (2018)
  • Author(s): Takashi kusaka
  • Organizer: fNIRS
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] ビリルビン・アカゲザル血清複合体におけるビリルビン光化学反応 (2018)
  • Author(s): 岡田仁、新居広一郎、川本昌平、小谷野耕佑、安田真之、伊藤進、日下隆
  • Organizer: 第121回日本小児科学会学術集会
• [Presentation] Comparison of cerebral blood volume pattern in term neonates during immediate transition period following vaginal delivery or elective cesarean section using near-infrared timeresolved spectroscopy. (2018)
  • Author(s): Morimoto Aya, Nakamura Shinji, Yinmon Htun, Sugino Masashiro, Koyano Kosuke, Kato Ikuko, Konishi Yukihiko, Iwase Takashi, Yasuda Saneyuki, Kusaka Takashi.
  • Organizer: Pediatric Academic Societies Meeting in Toronto
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] "Excessive decrease in cerebral blood volume during hypothermia can indicate adverse neurological outcome in asphyxiated piglet". (2018)
  • Author(s): Shinji Nakamura, Wataru Jinnai, Yinmon Htun, Yasuhiro Nakao, Tsutomu Mitsuie, Kenichi Ohta, Takayuki Wakabayashi, Ikuko Kato, Yukihiko Konishi, Aya Hashimoto and Morimoto, Masashiro Sugino, Sonoko Kondo, Saneyuki Yasuda, Takanori Miki, Masaki Ueno, Takashi Kusaka.
  • Organizer: Pediatric Academic Societies Meeting in Toronto
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Impact of the delivery modes on cerebral hemodynamic patterns in term neonates during immediate transition period using near-infrared time- resolved spectroscopy. (2018)
  • Author(s): Aya Morimoto, Shinji Nakamura, Masashiro Sugino, Yinmon Htun, Kosuke Koyano, Makoto Arioka, Noriko Fuke, Ikuko Kato, Yukihiko Konishi, Sonoko Kondo, Takashi Iwase, Saneyuki Yashuda and Takashi Kusaka.
  • Organizer: fNIRS
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Concentraion of Caffeine in Breastmilk of Japanese Breastfeeding Mothers. (2018)
  • Author(s): Ikuko Kato, Shoko Kozai, Yonmon Htun, Hitoshi Okada, Takashi Kusaka.
  • Organizer: 19th Conference of the International Society for Research in Human Milk and Lactation
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 新生仔豚仮死モデルにおける低体温療法の病理組織学的影響 低体温療法は腎臓組織にどのような影響を与えるか？ (2018)
  • Author(s): 若林誉幸, 中尾泰浩, Yinmon Htun, 山戸聡史, 神内済, 小谷野耕佑, 中村信嗣, 安田真之, 中村信, 日下隆
  • Organizer: 第121回日本小児科学会学術集会
• [Presentation] Effectiveness of Hydrogen gas in Neonatal Hypoxic-ischemic Piglet Model. (2018)
  • Author(s): Yinmon Htun, Tsutomu Mitsuie, Yasuhiro Nakao, Takayuki Wakabayashi, Satoshi Yamamoto, Wataru Jinnai, Aya Morimoto, Masashiro Sugino, Shinji Nakamura, Kosuke Koyano, Ikuko Kato, Sonoko kondo, Makoto Nakamura, Saneyuki Yasuda, Takashi Kusaka
  • Organizer: 第121回日本小児科学会学術集会
• [Presentation] Hydrogen Inhalation improved Motor Function in Neonatal Hypoxic Ischemic Piglet Model. (2018)
  • Author(s): Yinmon Htun, Yasuhiro Nakao, Satoshi Yamato, Wataru Jinnai, Aya Hashimoto, Masashiro Sugino, Shinji Nakamura, Kosuke Koyano, Ikuko Kato, Sonoko Kondo, Makoto Nakamura, Saneyuki Yasuda, Takashi Kusaka
  • Organizer: 第54回日本周産期・新生児医学会学術集会
• [Presentation] 青色LED光に対するアカゲザル血清でのビリルビン光化学反応 (2018)
  • Author(s): 岡田仁, 伊藤進, 新居広一郎, 福家典子, 近藤健夫, 西庄佐恵, 岩瀬孝志, 日下隆
  • Organizer: 第54回日本周産期・新生児医学会学術集会
• [Presentation] 分娩形式は出生直後の新生児・脳循環酸素代謝変化にどのように影響を与えるか？近赤外光時間分解分光装置（TRS）を用いた出生直後からの脳血液量モニタリング (2018)
  • Author(s): 森本絢, 中村信嗣, 杉野政城, 横田崇之, 有岡誠, 福家典子, Yinmon Htun, 小谷野耕佑, 小西行彦, 近藤園子, 加藤育子, 安田真之, 岩瀬孝志, 日下隆
  • Organizer: 第21回日本光機能イメージング学会学術集会
• [Presentation] 周生期における脳酸素代謝の特異性 (2018)
  • Author(s): 日下隆
  • Organizer: 第21回日本光機能イメージング学会学術集会
• [Presentation] 新生仔豚仮死モデルにおける水素ガス吸入療法による神経学的予後改善効果について (2018)
  • Author(s): 中村信嗣, Yinmon Htun, 中尾泰浩, 光家努, 太田健一, 小谷野耕佑, 森本絢, 安田真之, 小西行彦, 加藤育子, 近藤園子, 三木崇範, 上野正樹, 日下隆
  • Organizer: 第8回日本分子状水素医学生物学会大会