ウランにより生成する活性酸素の生体制御と劣化ウランの化学毒性解析

• 研究課題/領域番号: 16510038
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 放射線・化学物質影響科学
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 中島 暉 宮崎大学, 医学部, 助教授 (10041857)
• 研究分担者: 植田 勇人 宮崎大学, 医学部, 助教授 (70244192)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円); 2006年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2005年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2004年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
• キーワード: ウラン / 過酸化水素 / ヒドロキシルラジカル / アミノ酸 / 糖 / カテキン / タンニン / DNA切断 / タンニン化合物 / ビタミンC

研究概要

近年、湾岸戦争、アフガニスタン紛争、イラク戦争などの地域紛争において、劣化ウラン弾が多量に使用されており、大きな国際問題となっている。ウランは、プルトニウムと同様、放射線の影響とともに、その化学毒性の強さについても昔から知られているが、その毒性発現の機構はよくわかっていない。劣化ウランの化学毒性発現機構を解明することは、地域紛争の被害住民の健康を取り戻すための重要な基礎を築くことができる一方で、原子力の利用を進める過程で生じる環境整備に関わる多くの課題を解決することにもつながると考えられる。これまでの研究で、ウランが過酸化水素と反応し、ヒドロキシラジカルを発生することを見出しているが、その反応機構は明確ではなかった。本研究では、まず、劣化ウランー過酸化水素系において、ウラン(VI)が過酸化水素によりウラン(V)に還元されるが、不均化反応を経ずに、フェントン型反応により、ヒドロキシラジカルを生成し、ウラン(VI)に戻るプロセスで説明できることを明らかにした。これをもとに、糖、アミノ酸、ポリフェノールなどの生体系物質による活性酸素消去反応の速度論的解析を行なった。また、活性酸素計測のための新規スピンとラップ剤の反応特性、とりわけ酸化反応について解析、脂溶性抗酸化物質の作用特性について解析を行なった。また、フローインジェクションシステムによる速度論解析を試みた。さらに、ウランー過酸化水素系にカテキン、タンニンなどの抗酸化物質が共存する場合のプラスミドDNA切断活性を調べ、劣化ウランが還元されるとDNA切断活性能が増加することを見出した。併せて、マイクロダイアリーシス法によるラット脳内の活性酸素消去についても解析をおこなった。これらの成果は、11編の学術論文、5件の国際学会発表、21件の国内学会発表として公表した。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of hydroxyl radicals generated from the depleted uranium-hydrogen peroxide systems. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, A., Ueda, Y.
  • 雑誌名: Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry Vol., Vol. 272, No. 2 ページ: 251-255
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] An acute dysfunction of the glutamate transport activity has been shown to generates free radicals and suppress the anti-oxidant ability in the hippocampus of rats. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nagatomo, K., Ueda, Y., Doi, T., Nakajima, A.
  • 雑誌名: Neuroscience research Vol. 58, No. 3 ページ: 477-480
  • NAID: 10024413640
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Protective role of pentbarbital pretreatment for NMDA-R activated lipid peroxidation is derived from the synergistic effect on endogenous anti-oxidant in the hippocampus of rats. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ueda, Y, Doi, T., Nagatomo, K., Nakajima, A.
  • 雑誌名: Neuroscience Letters Vol. 417, No. 3 ページ: 46-49
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Protective role of pentobarbital pretreatment for NMDA-R activated lipid peroxidation is derived from the synergistic effect on endogenous anti-oxidant in the hippocampus of rats. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ueda, Y., Doi, T., Nagatomo, K., Nakajima, A.
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 417 ページ: 46-49
• [雑誌論文] An acute dyfunction of the glutamate transport activity has been shown to generate free radicals and suppress the anti-oxidant ability in the hippocampus of rats. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nagatomo, K., Ueda, Y., Doi, T., Nakajima, A.
  • 雑誌名: Neuroscience Research 57 ページ: 477-480
• [雑誌論文] Effects of hydroxyl radicals generated from the depleted uranium-hydrogen peroxide systems. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, A., Ueda, Y.
  • 雑誌名: Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 272 ページ: 251-255
• [雑誌論文] Generation of lipid radicals in the hippocampus of neonatal rats after acute hypoxic-ischemic brain damage. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ueda, Y, Noor, J.I., Nagatomo, K., Doi, T., Ikeda, T., Nakajima, A., Ikenoue, T.
  • 雑誌名: Experimental Brain Research Vol. 169 (1) ページ: 117-121
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mechanism of copper(II) adsorption by polyvinyl polyacrylate. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, A., Sakai, N., Yamauchi, J.
  • 雑誌名: Journal of Applied Polymer Science Vol. 102 ページ: 5372-5377
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mechanism of copper(II) adsorption by polyvinyl polyacrylate. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, A., Sakai, N., Yamauchi, J.
  • 雑誌名: Journal of Applied Polymer Science 102(6) ページ: 5372-5377
• [雑誌論文] Generation of lipid radicals in the hippocampus of neonatal rats after acute hypoxic-ischemic brain damage. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ueda, Y., Noor, J.I., Nagatomo, K., Doi, T., Ikeda, T., Nakajima, A., Ikenoue, T.
  • 雑誌名: Experimental Brain Research 169(1) ページ: 117-121
• [雑誌論文] Electron spin resonance analysis of the oxidation reactions of nitrone-type spin traps with gold(III) ion. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, A., Ueda, Y., Endoh, N., Tajima, K., Makino K.
  • 雑誌名: Canadian Journal of Chemistry Vol. 83 (8) ページ: 1178-1184
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] In vivo evaluation of the effect of zonisamide on the hippocampal redox state during kainic acid-induced seizure status in rats. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ueda, Y, Doi, T., Tokumaru, J., Yokoyama, H., Nakajima, A., Nagatomo, K.
  • 雑誌名: Neurochemical Research Vol. 30, No. 9 ページ: 1117-1121
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Electron spin resonance analysis of the oxidation of nitrone-type spin traps with gold(III) ion (2005)
  • 著者名/発表者名: A.Nakajima, Y.Ueda, N.Endoh, K.Tajima, K.Makino
  • 雑誌名: Canadian Journal of Chemistry 83(8) ページ: 1178-1184
• [雑誌論文] In vivo evaluation of the effect of zonizamide on the hippocampal redox state during kinic acid-induced seizure status in rats (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Ueda, T.Doi, J.Tokumaru, H.Yokoyama, A.Nakajima, K.Nagatomo
  • 雑誌名: Neurochemical Research 30(9) ページ: 1117-1121
• [雑誌論文] Competitive biosorption of thorium and uranium by Micrococcus luteus. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, A., Tsuruta, T.
  • 雑誌名: Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry Vol. 260 ページ: 13-18
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Adsorption of hexavalent chromium by persimmon tannin gel. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, A. Baba, Y.
  • 雑誌名: Water Research Vol. 38 ページ: 2859-2864
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Kinetics of extracellular nitroxide radical and glutamate levels in the conscious rats : Cautionary note to the application of nitroxide radical on clinical arena. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ueda, Y., Yokoyama, H., Tokumaru, J., Doi, T., Nakajima, A.
  • 雑誌名: Neurochem. Res. Vol. 29 ページ: 1695-1701
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] EPR evidence of hydroxyl radical generation as an indicator of lipid peroxidation in amygloid β-protein-stimulated PC12 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, Y., Ueda, Y, Nakajima, A., Mitsuyama, Y.
  • 雑誌名: Brain Research 1025 ページ: 29-34
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Competitive biosorption of thorium and uranium by Micrococcus luteus. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, A., Tsuruta, T.
  • 雑誌名: Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 260 ページ: 13-18
• [雑誌論文] Adsorption of hexavalent chromium by persimmon tannin gel. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, A.
  • 雑誌名: Water Research 38 ページ: 2859-2864
• [雑誌論文] Kinetics of extracellular nitroxide radical and glutamate levels in the conscious rats : Cautionary note to the application of nitroxide radical on clinical arena. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ueda, Y., Yokoyama, H., Tokumaru, J., Doi, T., Nakajima, A.
  • 雑誌名: Neurochemical Research 29 ページ: 1695-1701