脳機能障害における脳内フリーラジカルの無侵襲解析システムの開発

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11557173
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 内海 英雄 九州大学, 薬学研究科, 教授 (20101694)
• 研究分担者: 佐野 浩亮 第一ラジオアイソトープ研究所, 画像診断薬部, 研究員 ; 増水 章季 日本電子, 分析機器, 技術本部・主任 ; 市川 和洋 九州大学, 薬学研究科, 助手 (10271115)
• キーワード: in vivo ESR / ESR-CT / 活性酸素 / フリーラジカル / 脳疾患

研究概要

脳虚血・再灌流障害や家族性筋萎縮性側索硬化症といった多くの疾患はその成因に活性酸素・フリラージカルが関与していることが報告されている。我々はこれまでニトロキシルラジカルをプローブとして動物に投与し、その反応性を生体計測用ESRを用いて測定することにより病態とフリーラジカルの関係を丸ごとの動物で評価してきた。しかし、これまで汎用されてきたニトロキシルラジカルは脳にほとんど分布せず脳疾患とフリーラジカルの関係を解析ことは困難であった。そこで種々のエステル誘導のニトロキシルラジカルを合成しその脳移行性を検討した。
マウスにニトロキシルラジカル水溶液を尾静脈内投与後、頭部におけるin vivo ESRスペクトルを測定しESR-CT画像を得た。また、ニトロキシルラジカル水溶液を尾静脈内投与後、各臓器を摘出しホモジナイズ後、X-band ESRで測定し各組織における分布量を求めた。
マウス頭部のESR-CT画像の検討からエステル誘導のスピンプローブは脳部位にも多く分布することが示唆された。その中でもアセトキシメチルエステ体は特に脳部位で強い画像が得られた。一方、体内分布の結果からエステル誘導体はカルボン酸体よりも15倍以上脳に多く分布することがわかった。その中でもAM体は最も脳に多く分布するのみでなく、時間経過による分布量の減少がほとんど見られなかった。以上の結果より、エステル誘導体とすることで脂溶性が高まり脳への分布量が上昇することが示唆された。また、AM 体は脳内で加水分解酵素により遊離型のカルボン酸体となることで脳滞留性が現われた可能性が示唆された。(H.Sano,et al.,A new nitroxyl-probe with high retention in the brain and its application for brain imaging.Free Radic Biol.Med.in press)

研究成果

• [文献書誌] T. Sano,F. Umeda et. al: "Oxidative stress measurement by in vivo electron spin resonance spectroscopy in rats with stereptozocin-induced diabate"Diabetologia. 41・11. 1355-1360 (1998)
• [文献書誌] Tde T,Tsutsui H,Kinugawa S. et al: "Mitochondrial electron transport complex I is a potential source of oxygen free radicals in the failing myocardium"Circ Res. 85・4. 357-363 (1999)
• [文献書誌] Tde T,Tsutsui H,Kinugawa S. et al: "Amiodarone protects cardiac myocytes against oxidative injury by its free ragical scavenging action"Circulation. 100・7. 690-692 (1999)
• [文献書誌] Phumala N,Ide T,Utsumi H.: "Noninvasive evaluation of in vivo free radical reactions catalyzed by iron using in vivo ESR spectroscopy"Free Radic. Biol. Med.. 26・9-10. 1209-1217 (1999)
• [文献書誌] Takeshita K Hamada A et al: "Mechanisms related to reduction of radical in mouse lung using an L-band ESR spectrometer"Free Radic. Biol. Med.. 26・7-8. 951-960 (1999)
• [文献書誌] Kasuda S,Watanabe S et al: "Dietary docosahexaenoic acid enhances ferric nitrilotriacetate-induced oxidative damage ln mice but not when additional α-tocopheral is supplemented"Free Red. Res.. 30・3. 199-205 (1999)