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酸化ストレス性疾患を対象とするESRI・MRI融合型画像解析装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 13357019
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
研究機関九州大学

研究代表者

内海 英雄  九州大学, 大学院・薬学研究院, 教授 (20101694)

研究分担者 竹下 啓蔵  放射線医学総合研究所, 放射線安全研究センター, 主任研究員 (70175438)
安井 久喬  九州大学, 大学院・医学研究院, 教授 (20089923)
竹下 彰  九州大学, 大学院・医学研究院, 教授 (30038814)
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)
小澤 俊彦  放射線医学総合研究所, 副所長 (40160858)
山本 悦治  (株)日立メディコ, 副本部長
門司 晃  九州大学, 医学研究院, 助手 (00294942)
市川 和洋  九州大学, 大学院・薬学研究院, 助手 (10271115)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
49,660千円 (直接経費: 38,200千円、間接経費: 11,460千円)
2003年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
2002年度: 19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
2001年度: 20,150千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 4,650千円)
キーワードESRI / フリーラジカル / 酸化ストレス / 活性酸素 / MRI / 病態解析 / 消化管障害 / 虚血再灌流障害 / ESRI・MRI / スピンプローブ / 生体計測ESR / 糖尿病 / 胃潰瘍 / スピントラップ / 活性窒素 / 心不全
研究概要

フリーラジカルの生成と疾患の成因・増悪との関連性を検討する上で、その生成部位を特定の臓器・組織と対応付けることは不可欠である。そこで本研究では、酸化ストレス性疾患の病態解析を目的として、フリーラジカル分布を視覚化するESRIと解剖学的情報を提供するMRIの融像システムを開発し、動物計測への応用を行った。
ESRI, MRI両方の画像で視覚化されるニトロキシルラジカルを位置補正マーカーとして用い、融像精度改善の目的でシミュレーションによるESR画像作成行程の綿密な検討を行うことによりシステムを構築した。そこで、ニトロキシルラジカルをスピンプローブ剤として動物に投与し、フリーラジカル動態を視覚化した。さらに、プローブ剤処置前に活性酸素発生試薬を経口投与することで、胃内での活性酸素生成を示す画像を取得した。
我々は、病態モデルにおける生体内フリーラジカル反応を無侵襲かつリアルタイムに解析する手法として生体計測ESR/スピンプローブ法を提唱しており、スピンプローブ剤のESRシグナル減衰速度を活性酸素生成の指標として活性酸素生成機序の解析を行ってきた。そこで、酸化ストレス性疾患として、消化管障害、糖尿病や脳虚血再灌流障害モデルにおいてフリーラジカルの生成部位および種類を検討した。その結果、生体膜透過特性の異なる数種のスピンプローブ剤を用いることにより、非ステロイド性抗炎症薬誘発胃粘膜障害ではヒドロキシルラジカルが細胞内で生成し、脳虚血再灌流障害では脂質ラジカルが脳血管系細胞膜で生成することが示され、疾患モデルによる活性酸素生成機序の違いを明らかにした。
以上より、本研究で開発したESRIとMRIの融像システムは生体内での活性酸素生成を明らかにするための強力な分析手段であると考えられ、今後、酸化ストレス性疾患における活性酸素生成機序解明への応用が期待される。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (26件)

  • [文献書誌] Utsumi H et al.: "In vivo electron spin resonance-computed tomography/nitroxyl probe technique for non-invasive analysis of oxidative injuries"Archives of Biochemistry and Biophysics. 416. 1-8 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Utsumi H et al.: "Nitroxyl probes for brain research and their application to brain imaging"Methods in Enzymology. 352. 494-506 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamato M et al.: "Application of in vivo ESR spectroscopy to measurement of cerebrovascular ROS generation in stroke"Free Radical Biology & Medicine. 35. 1619-1631 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasukawa K et al.: "Non-invasive analysis of reactive oxygen species generated in rats with water immersion restraint-induced gastric lesions using in vivo electron spin resonance spectroscopy"Free Radical Research. 38. 147-155 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takeshita K et al.: "Kinetic study on ESR signal decay of nitroxyl radicals, potent redox probes for in vivo ESR spectroscopy, caused by reactive oxygen species"Biochimica et Biophysica Acta. 1573. 156-164 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Utsumi H., Yamada K.: "In vivo electron spin resonance-computed tomography/nitroxyl probe technique for non-invasive analysis of oxidative injuries"Archives of Biochemistry an d Biophysics. 416. 1-8 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Utsumi H., Sano H., Naruse M., Matsumoto K., Ichikawa K., Oi T.: "Nitroxyl probes for brain research and their application to brain imaging"Methods in Enzymology REDOX CELL BIOLOGY AND GENETICS, PART A. 352. 494-506 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamato M., Egashira T., Utsumi H.: "Application of in vivo ESR spectroscopy to measurement of cerebrovascular ROS generation in stroke"Free Radical Biology & Medicine. 35. 1619-1631 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasukawa K., Kasazaki K., Hyodo F., Utsumi H.: "Non-invasive analysis of reactive oxygen species generated in rats with water immersion restraint-induced gastric lesions using in vivo electron spin resonance spectroscopy"Free Radical Research. 38. 147-155 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takeshita K., Saito K., Ueda J-I., Anzai K., Ozawa T.: "Kinetic study on ESR signal decay of nitroxyl radicals, potent redox probes for in vivo ESR spectroscopy, caused by reactive oxygen species"Biochimica et Biophysica Acta. 1573. 156-164 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Utsumi H., Yamada K-I.: "In vivo electron spin resonance-computed tomography/nitroxyl probe technique for non-invasive analysis of oxidative injuries"Archives of Biochemistry and Biophysics. 416. 1-8 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yamato M., Egashira T., Utsumi H.: "Application of in vivo ESR spectroscopy to measurement of cerebrovascular ROS generation in stroke"Free Radical Biology & Medicine. 35. 1619-1631 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kasazaki K., Yasukawa K., Sano H., Utsumi H.: "Non-invasive analysis of reactive oxygen species generated in NH_4OH-induced gastric lesions of rats using a 300 MHz in vivo ESR technique"Free Radical Research. 37. 757-766 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yasukawa K., Kasazaki K., Hyodo F., Utsumi H.: "Non-invasive analysis of reactive oxygen species generated toxin rats with water immersion restrain-induced gastric lesions using in vivo electron spin resonance spectroscopy"Free Radical Research. 38. 147-155 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Matsumoto S., Koshiishi I., Inoguchi T., Nawata H., Utsumi H.: "Confirmation of superoxide generation via xanthine oxidase in streptozotocin-induced diabetic mice"Free Radical Research. 37. 767-772 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Ksasazaki, K., Yasukawa, K., Sano, H., Yamada, K-i., Utsumi, H.: "Application of in vivo ESR spectroscopy to pharmaceutical sciences-Evaluation of in vivo inhibitory mechanism of anti-gastric lesion drugs-"Appl Magn Reson. (in press).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ksasazaki, K., Yasukawa, K., Sano, H., Utsumi, H.: "Non-invasive analysis of reactive oxygen species generated in NH_4OH-induced gastric lesions of rats using a 300 MHz in vivo ESR technique"Free Radic Res. (in press).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 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. (in press).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hyodo, F., Yamada, K., Yasukawa, K., Ichikawa, K., Matsumoto, S., Utsumi, H: "Co-registration of free radical distribution and anatomical structure in mice using EPRI and clinical MRI"Free Radic Biol Med. 33・2. S7 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nakamura, R., Egarashi, K., Machida, Y., Hayashidani, S., Takeya, M., Utsumi, H., Tsutsui, H., Takeshita, A: "Probucol Attenuates left ventricular dysfunction and remodeling in tachycardia-induced heart failure : roles of oxidative stress and inflammation"Circulation. 106・3. 362-367 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Machida, Y., Kubota, T., Kawamura, N., Funakoshi, H., Ide, T., Utsumi, H., Li, Y.Y., Feldman, A.M., Tsutsui, H., Shimokawa, H., Takeshita, A: "Overexpression of tumor necrosis factor-alpha increases production of hydroxyl radical in murine myocardium"Am J Physiol Heart Circ Physiol. 284・2. H449-H455 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Han J-Y, Takeshita K, Ustumi H.: "Noninvasive detection of hydroxyl radical generation in lung by diesel exhaust particles"Free Rad.Biol.Med.. 30. 516-525 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ide T, Tsutsui H, Hayashidani S, Kang D, Suematsu N, Nakamura K, Utsumi H, Hamasaki N, Takeshita A.: "Mitochondrial DNA damage and dysfunction associated with oxidative stress in failing hearts after myocardial infarction"Circ.Res.. 88. 529-525 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tsutsui H, Ide T, Hayashidani S, Kinugawa S, Suematsu N, Utsumi H, Takeshita A.: "Effects of ACE inhibition on left ventricular failure and oxidative stress in Dahl salt-sensitive rat"J Cardiovasc Pharmacol^<TM>.. 37. 725-733 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tsutsui H, Ide T, Hayashidani S, Suematsu N, Shiomi T, Wen J, Nakamura K, Ichikawa K, Utsumi H, Takeshita A.: "Enhanced generation of reactive oxygen species in the limb skeletal muscles from a murine infarct model of heart failure"Circulation. 104. 134-136 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tsutsui H, Ide T, Hayashidani S Suematsu N, Utsumi H, Nakamura R, Egarashi K, Takeshita A.: "Greater susceptibility of failing cardiac myocytes to oxygen free radical-mediated injury"Cardiovasc Res.. 49. 103-109 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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