遺伝子組換え体を用いた有機塩素化合物の生体レドックス毒性の無侵襲解析

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10470498
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 内海 英雄 九州大学, 薬学部, 教授 (20101694)
• 研究分担者: 市川 和洋 九州大学, 薬学部, 助手 (10271115)
• キーワード: 電子スピン共鳴法 / 遺伝子組換え動物 / 有機塩素化合物 / 酸化ストレス / 抗酸化酵素

研究概要

種々の疾患成因として、活性酸素、一酸化窒素などのフリーラジカル生成が提唱されている。一方、これら生体ラジカルの生理機能や病態発現に関して種々の矛盾点が示唆されつつある。これは、種々の酵素や抗酸化物質、金属から成る生体レドックス制御系がin vitro実験とは大きく異なることに由来すると考えられる。申請者らは生体計測用ESR-CT装置を用いてニトロキシドラジカルをプローブとし、その消失速度の変化からマウス生体内フリーラジカル反応と酸化ストレス負荷やSOD等の抗酸化酵素,抗酸化剤添加の関係を解析してきた。本研究では、有機塩素化合物による生体レドックス変化の有無と毒性発現の関係を分子レベルで明らかにすることを目的とした。
塩化フェノール(2,4,6-trichlorophenol:TCP)をマウスに経口投与し生体レドックスの無侵襲解析を行った。血清GOT量はTCP投与群で有意に上昇し、vitaminE誘導体あるいは・OH消去剤の前処理で対照群のレベルにまで抑制されたことから、TCP投与により肝障害が惹起されること、フリーラジカルとりわけ・OHの産生が強く係わっていることが示唆された。
スピンプローブ消失速度は、TCP処理群で対照群に比べて増加していた。こめスピンプローブの消失速度の亢進は上腹部でのみ見られ胸部・下腹部ではほとんど変化しなかった。従って、TCP投与によるラジカル反応の亢進は肝臓を含む上腹部に限局していることが示唆された。この消失速度の亢進は・OH消去剤の前処理で完全に抑制されたことから、TCP投与マウスにおいて・OHが産生し、これがスピンプローブのESRシグナルの減衰に反映していることが示唆された。また、ヒトCu,Zn-SOD遺伝子組換えマウスでは、TCP投与後の上腹部での消失速度は対照群と同程度であった。以上のことから、マウス生体内でTCP投与後上腹部でのみ・OHが生成し、このラジカル生成が肝障害性の成因の一つであることが示された。

研究成果

• [文献書誌] T. Sano, F. Umeda, T. Hashimoto, H. Nawada and H. Utsumi: "Oxidative Stress Measurement by in vivo Electron Spin Resonance Spectroscopy in Rats with Spreptozotocin-Induced Diabetes" Diabetologia. 41(11). 1355-1360 (1998)
• [文献書誌] T. Hamada, H. Komada, K. Takeshita, H. Utsumi, and K. Iba.: "Characterization of Transgenic Tabacco with an Increased α-Linoleic Acid Level" Plant Physiol.118. 591-598 (1998)
• [文献書誌] Utsumi, H. et al.: "In Vivo ESR Measurement of Free Radical Reactions in Living Mice" Biodefence Mechanisms against Environmental Stress. 13-22 (1998)
• [文献書誌] Utsumi, H. et al.: "Non-invasive measurement of free radical reaction in disease using in vivo ESR-CT technique" Biophys. Med. Biol.(in press). (1999)
• [文献書誌] Takeshita, K., Hamada, A. and Ustumi, H.: "Mechanism related to reduction of radical in mouse lung using an L-band ESR spectrometer" Free Rad.Biol. Med.(in press). (1999)
• [文献書誌] Phumala, N., Ide, T. and Utsumi, H.: "Non-invasive evaluation of in vivo free radical reactions catalyzed by iron using in vivo ESR spectroscopy" Free Rad.Biol. Med.(in press). (1999)