Evaluation of oxidative / antioxidant capacity using a novel oxidative stress measurement method for quinolone antibacterial agents

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K10039
• Research Institution: Kyushu University of Health and Welfare
• Principal Investigator: 佐藤 圭創 九州保健福祉大学, 薬学部, 教授 (00315293)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 赤崎 さとみ 九州保健福祉大学, 薬学部, 助教 (90780891) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ニューキノロン / 酸化ストレス

Outline of Annual Research Achievements

ニューキノロン系抗菌薬の酸化・抗酸化能を測定し、薬剤の酸化・抗酸化能を基礎にした新しいプロファイリングを作成するために、①ＵＶによるラジカル生成系、②フェントン反応系、③キサンチンオキシダーゼ系、④好中球系などの生成系でラジカルを産生させ、これに各種ニューキノロンを加えることで、ラジカル 生成増強があるかそれとも消去するか薬剤ごとに検討した。その結果、①ＵＶによるラジカル生成系、②フェントン反応系におけるヒドロキシラジカル消去活性 は、キノロン間で大きな差は無かった。③キサンチンオキシダーゼ系におけるスーパーオキサイド生成抑制効果は、基本骨格中にハロゲンがあるものの消去活性 が大きいことが分かった。④好中球系でも、同様に、基本骨格中にハロゲンがあるものの消去活性が大きいことが分かった。 次に、i-STrapを用いてin vitro系で測定したところ、脂質ラジカルの関与があるためか、必ずしも、③キサンチンオキシダーゼ系や④好中球系で、効果が大き いものが、そのまま反映していなかった。そこで、t-BuOOH/Hemoglobinなどの脂質ラジカル生成系を用いた、DMPOを使ったスピントラップ法を用いて、検討した 結果、脂質ラジカルの消去活性は、これまでの含めた検討を行った結果、即ちスーパーオキサイド生成抑、ヒドロキシラジカル生成抑制系とは、少し異なる抗酸化活性の挙動を示すことが判明した。
加えて、細胞毒性の検討結果、ラジカル生成抑制活性が強いものが、抗細胞毒性活性が強く、これは、ヒドロキシラジカル生成抑制活性とよく相関していた。また、ラジカル生成増強活性の強いものが細胞毒性も強く、スーパーオキサイド産生増強系とよく相関していた。