高酸素暴露による酸化的ストレスに対するラジカル捕捉剤の有効性

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10680520
• 研究機関: 静岡県立大学
• 研究代表者: 斎藤 貴江子 静岡県立大学, 環境科学研究所, 助手 (10162190)
• 研究分担者: 吉岡 寿 静岡県立大学, 環境科学研究所, 助教授 (90046300)
• キーワード: PBN / 酸化的ストレス / Nitric oxide / 酸素暴露 / フリーラジカル / ラジカル捕捉剤 / ESR

研究概要

酸素過剰状態による酸化的ストレス下においたマウスの血液、尿、および脳中のNO生成を測定した。その結果、正常な大気中で飼育されたマウスに比べて3日間高酸素状態(酸素流量2/min)におかれたマウスの血中、尿中、脳におけるNO(一酸化炭素)濃度は、有意に増加した。これは、高い酸素濃度によって増加した活性酸素の障害で血管が収縮した結果、血管弛緩作用によりNOが放出されたためであると考えられた。また、このNOの増加は、NOS inhibitor(NO合成酸素阻害剤)の投与によって阻害された。しかし、この酸素過剰状態におかれたマウスにラジカル捕捉剤であるN-t-α-phenyl-butylnitrone(PBN)を投与した場合では、NO2の増加は血中では見られず、逆に正常の大気中で飼育した場合のNO_2量まで低下したことから、PBNは過剰の酸素によって発生した活性酸素などの消去剤としての効果をあらわした。PBNはLPSで誘導した場合にNOSの遺伝子発現を抑制することが報告され、レドックスを制御する転写因子、NFκBに影響を与えることが示唆されている。従って、本実験における過酸化状態による抗酸化ストレスではPBNは細胞内の酸化還元を調節するレドックス制御機構に作用し、シグナル伝達機構に関与していることが考えられた。また、酸化的ストレスによってPBNから放出されたNOが中枢神経に作用しその結果として、NFκBの制御をしている可能性も考えられた。これらの結果から、PBNは抗酸化作用を示して生体を防御する働きをしていることが確認された。
さらに、ESR法によってNOを直接検出するために、NO捕捉剤であるFe(DETC)2を用いた同様の実験を試みた結果、高酸素状態においたマウスのNOを検出することに成功した。

研究成果

• [文献書誌] Saito,K.,Ariga,T.and Yoshioka,H.: "Generation of Nitric oxide from Spin Trapping Agents under Oxidative Conditions"Biol.Biotech.Biochem.. 62. 275-279 (1998)
• [文献書誌] Saito,K.,Yoshioka,H.,Kazama,S.,and Cutler,R.G.: "Release of Nitric Oxidefrom a Spin Trap,N-tert-butyl-phenylnitrone,under Various Oxidative Conditions"Biol.Pham.Bull.. 21. 401-404 (1998)
• [文献書誌] Saito,K.,Yoshioka.H.and Cutler R.G.: "A Spin trap,N-tert-butyl-phenylnitrone Extends the Life Span of Mice"Biosci.Biotechnol.Bioshem.. 62. 792-794 (1998)
• [文献書誌] Sito,K.and Yoshioka,H.: "N-TERT-BUTYL-α-PHENYLNITRONE(PBN) RELEASES NITRIC OXIDE ON REACTION WITH HYDROXYL RADICAL"Proceedings of the 2nd International Conference on Bioradicals,. 123-125 (1998)
• [文献書誌] Saito,K.,Yoshida K,and Yoshioka,H.: "Detection of Nitric Oxide from Spin Traps on Reaction with Reactive Oxygen Species"Magnetic resonance in Medicine.Makino,K,and Yoshikawa,T.ed.by Nippon Igakukan. vol.9.. 9-12 (1998)
• [文献書誌] Sito,K and Yoshioka,H.: "Effects of PBN under oxidative stress by high pressure oxygen"Magnetic resonance in Medicine.Okabe,E.and Yoshikawa,T.ed.by Nippon Igakukan. vol.11.(in press).