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生体計測用ESRによる生体への酸化的ストレスの非侵襲的評価法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 10357021
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 物理系薬学
研究機関独立行政法人放射線医学総合研究所

研究代表者

小澤 俊彦  放射線医学総合研究所, 理事 (40160858)

研究分担者 内海 英雄  九州大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (20101694)
長野 哲雄  東京大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (20111552)
嶋本 典夫  武田薬品創薬研究本部, 主席部員
増水 章季  日本電子分析機器技術本部, 主任
竹下 啓蔵  放射線医学総合研究所, レドックス制御研究グループ, 研究員 (70175438)
研究期間 (年度) 1998 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
32,240千円 (直接経費: 30,800千円、間接経費: 1,440千円)
2001年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2000年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
1999年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
1998年度: 15,200千円 (直接経費: 15,200千円)
キーワードL-バンドESR / 酸化的ストレス / トラップ剤 / 一酸化窒素(NO) / 活性酸素 / マウス / ニトロキシルラジカル / ESR imaging / X-バンドESR / フリーラジカル / 重粒子線 / スピンクリアランス / 放射線
研究概要

平成13年度は最終年度であり、共同研究者と頻繁に連絡を取り合いながら研究を推進し、4年間のまとめを行った。以下に得られた成果を箇条書きに示す。
(1)一酸化窒素(NO)に対する新しいトラップ剤を開発し、その機能を明らかにした。また、このトラップ剤を用いて放射線による生体内でのNOを直接捕捉したこと、及びNOの生成量が線量に依存することを明らかにした。
(2)L-バンドESRを用いて個体レベルでの放射線による酸化的ストレスの非侵襲的評価を行うことが可能であることを明らかにした。
(3)新規ニトロキシルプローブとして、脳内滞留性の高いCarboxy-PROXYLのアセトキシメチルエステル体を新たに開発した。このプローブはマウス尾静脈内投与により他のプローブよりも脳によく分布すること、さらにESR-CT法を用いて画像解析することで脳内に集積することを明らかにした。
(4)主要な活性酸素・活性窒素である・OH,NOを各々スピントラップ剤と反応させ、安定なラジカルを生成させ、そのスペクトル-空間画像から各ラジカルの空間情報を分離し、再度逆投影と補正を行い、各ラジカル種の二次元空間画像を構築した。
(5)細胞や組織中でのNOの動的挙動を明らかにするために、バイオイメージングプローブとしてジアミノフルオレセイン(DAF)を創製した。量子収率が低いDAFは酸素存在下NOと反応し、高い量子収率をもつトリアゾール体DAF-2Tを生成することを見出し、これを用いた高感度(検出限界:5nM)で、特異性の高いNO測定法の開発を行った。
(6)市販のESR imaging装置を画像化装置として改良し、従来の二次元画像から三次元画像データを求め、データを加工し、より正権なラジカルの位置情報を求めた。
(7)改良型ESR imaging装置を用いて、マウスの胃にスピンプローブをゾンデによる直接投与による消化器の画像を求めるとともに、このプローブにゼラチンを混ぜることで、胃への滞留性を増大させ、その継時的変化を求めた。

報告書

(5件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2001 その他

すべて 雑誌論文 (12件) 文献書誌 (24件)

  • [雑誌論文] Relationship between effects of phenolic compounds on the generation of free radicals from lactoperoxidase-catalyzed oxidation of NAD(P)H or GSH and their DPPH scavenging ability.2001

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Ueda
    • 雑誌名

      Chem.Pharm.Bull. 49

      ページ: 299-304

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dose and Time Dependence of Radiation-induced Nitric Oxide Formation in Mice as Quantified with Electron Paramagnetic Resonance.2001

    • 著者名/発表者名
      Hidehiko Nakagawa
    • 雑誌名

      Nitric Oxide 5

      ページ: 47-52

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pathophysiological Significance of In Vivo ESR Signal Decay in Brain Damage Caused by X-irradiation-Radiation Effect on Nitroxyl Decay of Lipophilic Spin Probe in Head Region-.2001

    • 著者名/発表者名
      Yuri Miura
    • 雑誌名

      Biochim.Biophys.Acta 1525

      ページ: 167-172

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantitative comparison of two types of planar lipid bilayers-forded and Painted-with respect to fusion with vesicles.2001

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Anzai
    • 雑誌名

      J.Biochem.Biophys.Methods 48

      ページ: 283-291

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Overexpression of Mitochondrial Manganese Superoxide Dismutase Protects against Radiation-induced Cell Death in the Human Hepatocellular Carcinoma Cell Line HLE.2001

    • 著者名/発表者名
      Shigeatsu Motoori
    • 雑誌名

      Cancer Res. 61

      ページ: 5382-5388

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Noninvasive Detection of Hydroxyl Radical Generation in Lung by Diesel Exhaust Particles.2001

    • 著者名/発表者名
      Jin-Yi Han
    • 雑誌名

      Free Radic.Biol.Med. 30

      ページ: 516-525

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Relationship Between Effects of Phenolic Compounds on the Generation of Free Radicals from Lactoperoxidase-catalyzed Oxidation of NAD(P)H or GSH and Their DPPH Scavenging Ability2001

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Ueda, Yuki Tsuchiya, Toshihiko Ozawa
    • 雑誌名

      Chem.Pharm.Bull. 49

      ページ: 299-304

    • NAID

      110003615891

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dose and Time Dependence of Radiation-induced Nitric Oxide Formation in Mice as Quantified with Electron Paramagnetic Resonance2001

    • 著者名/発表者名
      Hidehiko Nakagawa, Nobuo Ikota, Toshihiko Ozawa, Yashige Kotake
    • 雑誌名

      Nitric Ocide 5

      ページ: 47-52

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pathophysiological Significance of In Vivo ESR Signal Decay in Brain Damage Caused by X-irradiation-Radiation Effect on Nitroxyl Decay of Lipophilic Spin Probe in Head Region2001

    • 著者名/発表者名
      Yuri Miura, Kazunori Anzai, Jun-ichi Ueda, Toshihiko Ozawa
    • 雑誌名

      Biochim.Biophys.Acta 1555

      ページ: 167-172

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantitative Comparison of Two Types of Planar Lipid Bilayers-forded and painted-with Respect to Fusion With Vesicles2001

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Anzai, Kunitake Ogawa, Toshihiko Ozawa, Haruhiko Yamamoto
    • 雑誌名

      J.Biochem.Biophys.Methods 48

      ページ: 283-291

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Overexpression of Mitochondorial Manganese Superoxide Dismutase Protects against Radiation-induced Cell Death in the Human Hepatocellular Carcinoma Cell Line HLE2001

    • 著者名/発表者名
      Shigeatsu Motoori, Hideyuki J.Majima, Masaaki Ebara, Hirotoshi Kato, Futoshi Hirai, Shizuko Kakinuma, Chizuru Yamaguchi, Toshihiko Ozawa, Tetsuo Nagano, Hirohiko Tsujii, Hiromitsu Saisho
    • 雑誌名

      Cancer Res. 61

      ページ: 5382-5388

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Noninvasive Detection of Hydroxyl Radical Generation in Lung by Diesel Exhaust Particles2001

    • 著者名/発表者名
      Jin-Yi Han, Keizo Takeshita, Hideo Utsumi
    • 雑誌名

      Free Radical Biol.Med. 30

      ページ: 516-525

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jun-ichi Ueda: "Relationship between effects of phenolic compounds on the generation of free radicals from lactoperoxidase-catalyzed oxidation of NAD(P)H or GSH and their DPPH scavenging ability"Chem. Pharm. Bull.. 49. 299-304 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hidehiko Nakagawa: "Dose and Time Dependence of Radiation-induced Nitric Oxide Formation in Mice as Quantified with Electron Paramagnetic Resonance"Nitric Oxide. 5. 47-52 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yuri Miura: "Pathophysiological Significance of In Vivo ESR Signal Decay in Brain Damage Caused by X-irradiation-Radiation Effect on Nitroxyl Decay of Lipophilic Spin Probe in Head Region-"Biochim. Biophys. Acta. 1525. 167-172 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kazunori Anzai: "Quantitative comparison of two types of planar lipid bilayers-forded and Painted-with respect to fusion with vesicles"J. Biochem. Biophys. Methods. 48. 283-291 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Shigeatsu Motoori: "Overexpression of Mitochondrial Manganese Superoxide Dismutase Protects against Radiation-induced Cell Death in the Human Hepatocellular Carcinoma Cell Line HLE."Cancer Res.. 61. 5382-5388 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Jin-Yi Han: "Noninvasive Detection of Hydroxyl Radical Generation in Lung by Diesel Exhaust Particles"Free Radic. Biol. Med.. 30. 516-525 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yuri Miura: "Non-invasive study of radiation-induced oxidative damage using in vivo ESR."Free Radical Biology and Medicine. 28. 854-859 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yuri Miura: "Novel Approach to In Vivo Screening for Radioprotective Activity in Whole Mice"Journal of Radiation Reserch. 41. 103-111 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hidehiko Nakagawa: "Induction of superoxide in glioma cell line U87 stimulated with Lipopolysaccharide and interferon-γ : ESR using a new flow-type quartz cell"FEBS Letters. 471. 187-190 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Keizo Takeshita: "Singlet Oxygen-Dependent Hydroxyl Radical Formation during Uroporphyrin-Mediated Photosensitization in the Presence of NADPH"Antioxidants & Redox Signaling. 2. 355-362 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hidehiko Nakagawa: "Dose and Time Dependence of Radiation-induced Nitric Oxide Formation In Mice as Quantifield with Electron Paramagnetic Resonance"Nitric Oxide. 5. 47-52 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yuri Miura: "Pathophysiological Significance of In vivo ESR Signal Decay in Brain Damage Caused by X-Irradiation -Radiation Effect on Nitroxyl Decay of Lipophilic Spin Probe in Head Region-"Biochimica Biophysica Acta. (In press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hidehiko Nakagawa: "Scavengers for peroxynitrite : Inhibition oy tyrosine nitration and oxidation with tryptamine,α-1ipoic acid and synthetic compounds"Chemical and Pharmaceutical Bulletin. 48. 261-265 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Osami Yukawa: "Induction of radical scavenging ability and protection against radiation -induced damage to microsomal membranes following low-dose irradiation"International Journal of Radiation Biology. 75. 1189-1199 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hidehiko Nakagawa: "Endogeneous and new synthetic antioxidants for peroxynitrite : selective inhibitory effect of 5-methoxytryptamine and lipoic acid on tyrosine nitration by peroxynitrite"Antioxidants & Redox Signaling. 1. 239-244 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Jun-ichi Ueda: "Oxidation of linoleic acid by copper(1 1) complexes : effects of ligand"Journal of Inorganic Biochemistry. 76. 55-62 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kazunori Anzai: "Oxidation-dependent changes in the stability and permeability of lipid bilayers"Antioxidants & Redox Signaling. 1. 339-347 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Yuri Miura: "Non-invasive study of radiation-induced oxidative damage using in vivo ESR"Free Radical Biology and Medicine. (In press). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hidehiko Nakagawa: "Spin Trapping for Nitric Oxide Produced in LPS-Treated Mouse Using Various New Dithiocarbamate Iron Complexes Having Substituted Proline and Serine Moiety." Biochemistry Molecular Biology International. 45. 1129-1138 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Jun-ichi Ueda: "Reactive Oxygen Species Generated from the Reaction of Copper(II)Complexes with Biological Reductants Cause DNA Strand Scission." Archives Biochemistry Biophysics. 357. 231-239 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kazunori Anzai: "Effects of Hydroxyl Radical and Sulfhydryl Reagents on the Open Probability of the Purified Cardiac Ryanodine Receptor Channel Incorporated into Planar Lipid Bilayers." Biochem.Biophys.Res.Commun.249. 938-942 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kazunori Anzai: "In vitro Studies of the Antioxidant Activity of EPC-K1,A Conjugate of Vitamin C and Vitamin E." Res.Commun.Biochem.Cell & Mol.Biol.2. 129-138 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sano: "Oxidative Stress Measurement by in vivo Electron Spin Resonance Spectroscopy in Rats with Spreptozocin-Induced Diabetes" Diabetologia. 41. 1355-1360 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Hirotatsu Kojima: "Detection and Imaging of Nitric Oxide with Novel Fluorescent Indicators:Diaminofluoresceins" Analytical Chemistry. 70. 2446-2453 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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