重金属による発癌および毒性機構の解明と予防(特に、クロム、ニッケルおよびカドミウムによる細胞損傷に対する抗酸化剤の効果と活性酸素生成について)

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04807037
• 研究機関: 久留米大学
• 研究代表者: すぎ山 正康 久留米大学, 医学部, 講師 (40154504)
• キーワード: クロム / キレート剤 / 活性酸素

研究概要

重金属による細胞損傷の発現および防御機序を明確とするため、平成5年度は、主として6価クロムによる細胞損傷発現に及ぼす抗酸化キレート剤のo-phenanthroline(OP)の効果について、培養ハムスター細胞を用い検討した。その結果、OP処理は細胞の6価クロム取り込みに影響を与えることなく、DNA障害のDNA breaksおよびalkali-labile sites生成を低下させ、またglutathione reductase阻害をも抑制することが明らかとなった。また、6価クロム処理した細胞の5価クロム生成量も、OP処理により低下することが電子スピン共鳴(ESR)法により示された。In vitroでの6価クロム還元におよぼすOPの効果を、ESR法および分光学的方法により検索したところ、OPは還元型glutathioneによる6価から5価クロムへの還元過程を阻害せず、生成した5価と直接に反応して5価クロム量を低下させ、更には5価と過酸化水(H_2O_2)によるフェントン様反応で生成する活性酸素種のhydroxyl radicalをも抑制した。一方、6価クロムによる細胞毒性に対するOPの効果をコロニー形成法を用いて検索した結果、OP処理は、細胞毒性を逆に増強していた。Positive controlとしてH_2O_2を用いたが、OP処理は、H_2O_2による細胞毒性を完全に抑制していた。
以上の結果をまとめると、6価クロムによるDNA breaks,alkali-labile sites生成および酵素阻害には細胞内5価クロムが関与しており、抗酸化キレート剤のOPは、5価クロムと直接に反応することで、これら損傷を抑制した可能性が強い。一方、6価クロムによる細胞毒性の発現には、活性酸素や5価クロム生成よりも、他の因子が深く関与していると思われる。OPの有用性については、細胞毒性を増強した点を考慮し、更に検索を追加して慎重に評価していきたい。

研究成果

• [文献書誌] Masayasu Sugiyama: "Potentiation of sodium chromate(VI)-induced chromosomal aberrations and mutation by vitamin B_2 in Chinese hamster V79 cells" Mutation Research. 283. 211-214 (1992)
• [文献書誌] Masayasu Sugiyama: "DNA single-strand breaks and cytotoxicity induced by sodium chromate(VI) in hydroqen peroxide-resistant cell lines" Mutation Research. 299. 95-102 (1993)
• [文献書誌] Masayasu Sugiyama: "Influence of o-phenanthroline on DNA single strand breaks,alkali-labile sites,glutathione reductase and formation of chromium(V) in Chinese hamster V79 cells treated with sodium chromate(VI)" Archives of Biochemistry and Biophysics. 305. 261-266 (1993)
• [文献書誌] Masayasu Sugiyama: "Role of paramagnetic chromium in chromium(VI)-induced damage in cultured mammalian cells" Environmental Health Perspectives. in press.
• [文献書誌] Katsuyuki Tsuzuki: "DNA single strand breaks and cytotoxicity induced by chromate(VI),cadmium(II)and mercury(II)in hydroqen peroxide-resistant cell-lines" Environmental Health Perspectives. in press.
• [文献書誌] Masayasu Sugiyama: "Role of cellular antioxidants in metal-induced damages" Cell Biology and Toxicology. in press.