1992 年度実績報告書

ESR法による細胞内酸素濃度測定法の開発

研究課題

研究課題/領域番号	03557098
研究機関	九州大学
研究代表者	桐野豊九州大学, 薬学部, 教授 (10012668)
研究分担者	嶋本典夫武田薬品工業, 研究開発本部・筑波研究所, 主任研究員内海英雄昭和大学, 薬学部, 助教授 (20101694) 小沢俊彦放射線医学総合研究所, 薬理化学研究部, 主任研究官 (40160858)
キーワード	電子スピン共鳴法 / ESR / 生体内酸素濃度測定法 / 細胞内酸素濃度 / 無侵襲測定 / 酸素傷害
研究概要	安定常磁性種をプローブとするESR法による酸素濃度測定法を確立する、即ち、細胞懸濁液、組織切片、まるごとの器官及び動物個体の各対象において、細胞内の酸素濃度を細胞外と区別して測定する標準実験法を3年間で確立することが本研究の目的である。本年度は第二年度に当り、その重点課題は、単離オルガネラ、浮遊遊離細胞、及び一部には動物個体において、種々のスピンプローブを応用し、評価を行うことである。 (1)ESRデータの計算機処理:将来、測定結果を計算機処理する計画であるので、ESR装置にパーソナルコンピューター(NEC PC-9801)を接続し、データの取り込みとデータ解析を行うプログラムを開発した。 (2)ニトロキシドラジカルによる細胞内酸素濃度の測定:細胞モデルとしてのリポソーム及び赤血球の懸濁液にTEMPONEを加え、更に膜非透過性のESR吸収線ブロード化剤(Cr^<3+>塩)を加えることにより、細胞内に存在するプローブのみのESRスペクトル線の線幅を測定した。通気ガス中の酸素濃度に依存して、線幅が変化し、in vitro系における検量線から、細胞内酸素濃度を求めることができた。しかしながら、信号強度はかなり低かった。 (3)そこで、同じ濃度でも約6倍高いピークハイトを与えることが期待される、重水素化ニトロキソドラジカルの合成を計画し、実行した。これによりシグナル強度は期待通り増大した。 (4)細胞内でニトロキシドは環元反応により消失し、再酸化により回復する。この反応を積極的に利用して、細胞内酸素濃度のみならず、細胞機能の測定に利用することもできる。この点をラット肝ミクロソーム及びマウス個体で検討し、生体内酸化環元反応のプローブとして有用であることを示した。

研究成果
(22件)

すべてその他

すべて文献書誌 (22件)

[文献書誌] Naohide Hirashima,Yutaka Kirino: "A Calcium-dependent cation channel in mast cell granule membranes reconstituted into a lipid bilayer" Biochem. Biophys. Res. Commun.185. 793-799 (1992)
[文献書誌] Yasuyuki Yoshioka,Kazunori Anzai,Yutaka Kirino: "Measurement of phospholipid translocation across plasma membranes with novel radioactive phospholipid porbes" J. Pharmacobio-Dyn.15. -76 (1992)
[文献書誌] T. Iwata, S. Lee, O.Oishi, H. Aoyagi, K.Anzai, Y. Kirino: "Ion-channel formation by various amphipathic peptides with the chain length to span phospholipid bilayers-Mainly using 3_<10>-helical peptides-" Peptide Chamistry. 1992. 175-178 (1992)
[文献書誌] Hiroshi Tokumaru, Kazunori Anzai, Yutaka Kirino: "Purification of the cardiac 1,4-dihydropyridine receptor using ummunoaffinity chroamtography with a monoclonal anti-body against the δ_2α subunit of the skeletal muscle di-hydropyridine receptor" Eur. J. Pharmacol.227. 363-370 (1992)
[文献書誌] T. O'Hori, C.-Y. Wang, H. Tokumaru, L.-C. Chen, K. Hatanaka, N. Hirashima, Y. Kirino: "Action and binding of omega-conotoxin on the putative calcium channel of synaptosomal plasma membrane from electric organ japanese ray, Narke japonica" Neuroscience. (1993)
[文献書誌] H. Tokumaru, C.-Y. Wang, N. Hiroshima, T.O Hori, H. Yamamoto, Y. Kirino: "Action and binding of calcium channel blockers on the putative calcium channel of synaptosomal plasma membrane from the electric organ of Narke japonica" Ann. New York Acad. Sci.(1993)
[文献書誌] 安西和紀,桐野豊: "骨格筋小胞体Ca^<2+>ポンプの起電性-新しい実験法による研究の新展開" 実験医学. 10. 80-85 (1992)
[文献書誌] 高木博,桐野豊,吉岡亨: "ラット小脳プルキンエ細胞のCa依存法K電流のアラキドン酸による調節" 神経研究の進歩. 36. 926-932 (1992)
[文献書誌] 安西和紀,桐野豊: "イオン輸送システム" 蛋白質核酸酵素. (1993)
[文献書誌] Toshihiko Ozawa, Akira Hanaki, Kayoko Onodera, Motoko Kasai: "Reactions of copper(II)-N-polycarboxylate complexes with hydrogen peroxide in the presence of biological reductants:ESR evidence for the formation of hydroxyl radical" Biochem. Int.26. 477-483 (1992)
[文献書誌] Toshihiko Ozawa, Akira Hanaki, Kayoko Onodera: "Spectroscopic studies on the production of hydroxyl radicals from the reactions copper(II)-polyamine-N-polycarboxylate complex with hydrogen peroxide" Polyhedron. 11. 735-738 (1992)
[文献書誌] Toshihiko Ozawa, Akira Hanaki, Fumie Takazawa: "Production of Hydroxyl radicals from the reactions of some copper(II) complexes with hydrogen peroxide:ligand exchange effects of copper(II) complexes on the activation of hydrogen peroxide" Chem. Pharm. Bull.40. 1087-1089 (1992)
[文献書誌] Toshihiko Ozawa, Akira Hanaki: "Spectoscopic studies on the reactions of superoxide ion with copper(II) polyvalent porphyrin complex, tetrakis-(3,5-di-tert-buty1-4-hydroxypheny)porphyrinatocopper(II)" Polyhedron. 11. 1437-1441 (1992)
[文献書誌] Toshihiko Ozawa, Akira Hanaki: "Spectroscopic studies on the reactions of copper(II) ion with quinone form of polyvalent porphyrin" Chem. Pharm. Bull.40. 3319-3320 (1992)
[文献書誌] Toshihiko Ozawa, Jun'ichi Ueda, Akira Hanaki: "Copper(II)-albumin complex can activate hydrogen peroxide in the presence of biological reductants: first ESR evidence for the formation of hydroxyl radiccals" Biochem. Mol. Biol. Int.(1993)
[文献書誌] 小沢俊彦,湯川修身: "放射線による活性酸素の生成" 活性酸素・フリーラジカル. 4. 36-45 (1993)
[文献書誌] Y. Miura, H. Utsumi, A. Hanada: "Effects of inspired oxygen concentration on in vivo redox reaction of nitroxide radicals in whole mice" Biochem. Biophys. Res. Commun.182. 1108-1114 (1992)
[文献書誌] Y. Miura H. Utsumi, A. Hamada: "Antioxidant activity of nitroxide radicals in lipid peroxi-dation of rat liver microsomes" Arch. Biochem. Biophys.300. 148-156 (1993)
[文献書誌] K. Takeshita, H. Utsumi, A. Hamada: "Whole mouse measurement of paramagnetism-loss of nitroxide free radical in lung with a 1-band ESR spectrometer" Biochem. Int.29. 17-24 (1993)
[文献書誌] K.Knosita,M.Hibino,H.Itoh,M.Shigemori,K.Hirano,Y.Kirino: "Guide to Electropoporation and Electrofusion" Academic Press, 581 (1992)
[文献書誌] 桐野豊: "最新医学からのアプローチ:イオンチャネル" メジカルビュー,
[文献書誌] 桐野豊: "レセプター:基礎と臨床" 朝倉書店,

1992 年度 実績報告書

ESR法による細胞内酸素濃度測定法の開発

研究代表者

桐野 豊 九州大学, 薬学部, 教授 (10012668)

研究成果

[文献書誌] Naohide Hirashima,Yutaka Kirino: "A Calcium-dependent cation channel in mast cell granule membranes reconstituted into a lipid bilayer" Biochem. Biophys. Res. Commun.185. 793-799 (1992)

[文献書誌] Yasuyuki Yoshioka,Kazunori Anzai,Yutaka Kirino: "Measurement of phospholipid translocation across plasma membranes with novel radioactive phospholipid porbes" J. Pharmacobio-Dyn.15. -76 (1992)

[文献書誌] T. Iwata, S. Lee, O.Oishi, H. Aoyagi, K.Anzai, Y. Kirino: "Ion-channel formation by various amphipathic peptides with the chain length to span phospholipid bilayers-Mainly using 3_<10>-helical peptides-" Peptide Chamistry. 1992. 175-178 (1992)

[文献書誌] T. O'Hori, C.-Y. Wang, H. Tokumaru, L.-C. Chen, K. Hatanaka, N. Hirashima, Y. Kirino: "Action and binding of omega-conotoxin on the putative calcium channel of synaptosomal plasma membrane from electric organ japanese ray, Narke japonica" Neuroscience. (1993)

[文献書誌] H. Tokumaru, C.-Y. Wang, N. Hiroshima, T.O Hori, H. Yamamoto, Y. Kirino: "Action and binding of calcium channel blockers on the putative calcium channel of synaptosomal plasma membrane from the electric organ of Narke japonica" Ann. New York Acad. Sci.(1993)

[文献書誌] 安西 和紀,桐野 豊: "骨格筋小胞体Ca^<2+>ポンプの起電性-新しい実験法による研究の新展開" 実験医学. 10. 80-85 (1992)

[文献書誌] 高木 博,桐野 豊,吉岡 亨: "ラット小脳プルキンエ細胞のCa依存法K電流のアラキドン酸による調節" 神経研究の進歩. 36. 926-932 (1992)

[文献書誌] 安西 和紀,桐野 豊: "イオン輸送システム" 蛋白質核酸酵素. (1993)

[文献書誌] Toshihiko Ozawa, Akira Hanaki, Kayoko Onodera, Motoko Kasai: "Reactions of copper(II)-N-polycarboxylate complexes with hydrogen peroxide in the presence of biological reductants:ESR evidence for the formation of hydroxyl radical" Biochem. Int.26. 477-483 (1992)

[文献書誌] Toshihiko Ozawa, Akira Hanaki, Kayoko Onodera: "Spectroscopic studies on the production of hydroxyl radicals from the reactions copper(II)-polyamine-N-polycarboxylate complex with hydrogen peroxide" Polyhedron. 11. 735-738 (1992)

[文献書誌] Toshihiko Ozawa, Akira Hanaki, Fumie Takazawa: "Production of Hydroxyl radicals from the reactions of some copper(II) complexes with hydrogen peroxide:ligand exchange effects of copper(II) complexes on the activation of hydrogen peroxide" Chem. Pharm. Bull.40. 1087-1089 (1992)

[文献書誌] Toshihiko Ozawa, Akira Hanaki: "Spectoscopic studies on the reactions of superoxide ion with copper(II) polyvalent porphyrin complex, tetrakis-(3,5-di-tert-buty1-4-hydroxypheny)porphyrinatocopper(II)" Polyhedron. 11. 1437-1441 (1992)

[文献書誌] Toshihiko Ozawa, Akira Hanaki: "Spectroscopic studies on the reactions of copper(II) ion with quinone form of polyvalent porphyrin" Chem. Pharm. Bull.40. 3319-3320 (1992)

[文献書誌] Toshihiko Ozawa, Jun'ichi Ueda, Akira Hanaki: "Copper(II)-albumin complex can activate hydrogen peroxide in the presence of biological reductants: first ESR evidence for the formation of hydroxyl radiccals" Biochem. Mol. Biol. Int.(1993)

[文献書誌] 小沢 俊彦,湯川 修身: "放射線による活性酸素の生成" 活性酸素・フリーラジカル. 4. 36-45 (1993)

[文献書誌] Y. Miura, H. Utsumi, A. Hanada: "Effects of inspired oxygen concentration on in vivo redox reaction of nitroxide radicals in whole mice" Biochem. Biophys. Res. Commun.182. 1108-1114 (1992)

[文献書誌] Y. Miura H. Utsumi, A. Hamada: "Antioxidant activity of nitroxide radicals in lipid peroxi-dation of rat liver microsomes" Arch. Biochem. Biophys.300. 148-156 (1993)

[文献書誌] K. Takeshita, H. Utsumi, A. Hamada: "Whole mouse measurement of paramagnetism-loss of nitroxide free radical in lung with a 1-band ESR spectrometer" Biochem. Int.29. 17-24 (1993)

[文献書誌] K.Knosita,M.Hibino,H.Itoh,M.Shigemori,K.Hirano,Y.Kirino: "Guide to Electropoporation and Electrofusion" Academic Press, 581 (1992)

[文献書誌] 桐野 豊: "最新医学からのアプローチ:イオンチャネル" メジカルビュー,

[文献書誌] 桐野 豊: "レセプター:基礎と臨床" 朝倉書店,

1992 年度実績報告書

桐野豊九州大学, 薬学部, 教授 (10012668)

[文献書誌] 安西和紀,桐野豊: "骨格筋小胞体Ca^<2+>ポンプの起電性-新しい実験法による研究の新展開" 実験医学. 10. 80-85 (1992)

[文献書誌] 高木博,桐野豊,吉岡亨: "ラット小脳プルキンエ細胞のCa依存法K電流のアラキドン酸による調節" 神経研究の進歩. 36. 926-932 (1992)

[文献書誌] 安西和紀,桐野豊: "イオン輸送システム" 蛋白質核酸酵素. (1993)

[文献書誌] 小沢俊彦,湯川修身: "放射線による活性酸素の生成" 活性酸素・フリーラジカル. 4. 36-45 (1993)

[文献書誌] 桐野豊: "最新医学からのアプローチ:イオンチャネル" メジカルビュー,

[文献書誌] 桐野豊: "レセプター:基礎と臨床" 朝倉書店,