微小循環機能恒常性を考慮した細胞型人工酸素運搬体の設計と開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13557132
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 末松 誠 慶應義塾大学, 医学部, 教授 (00206385)
• 研究分担者: 武岡 真司 早稲田大学, 理工学部, 助教授 (20222094) ; 森崎 浩 慶應義塾大学, 医学部, 専任講師 (60182226)
• キーワード: NO / CO / 微小循環 / ヘモグロビン / バイオイメージング / ビリルビン / hme oxygenase / リポソーム

研究概要

本研究展開の最も大きい成果はヒトに投与可能なリポソームの脂質組成を確定することができたこと、および生体内におけるリポソーム封入体内のヘモグロビンのメト化が脂質膜にヒリルビンを付与することにより遅延することを見い出した点である。これまで一般のリポソーム製剤の膜安定化剤としてリン脂質が多用されてきたが、体内に投与すると一過性の血小板減少を来すことが明らかにされたため、リン脂質を含まない複数の安定化剤を新規に生成し、ラットにおける血小板への効果を検討した。その結果安定化剤としてリン脂質を含有していることが血小板活性化に関与することが明確に示された。今回の研究で新規に開発した非リン脂質型の安定化剤のリポソームへの応用は現在特許申請中である。また肝臓にヘムが負荷された場合、ある一定の量までは構成型のheme oxygenase-2,さらには誘導型のheme oxygenase-1の誘導により分解が進み、これに伴い生成する一酸化炭素(CO)が肝細胞のorganic anion transporterであるMRP2の機能を活性化してglutathioneやbilirubinの分泌を促進することが初めて明らかにされた。今後さらに人工酸素運搬体を体内に投与した場合に想定される、微小血管周囲のNO生成の恒常性への影響を検定する必要があるため、今年度はNO感受性蛍光指示薬であるdiaminofluorescein(DAF)を用い腸間膜微小循環系におけるNOの半定量的画像解析技術を確立した。これによれば局所の微小血管におけるNOの量は血管内皮に発現するNOS3や神経繊維および肥満細胞に発現するNOS1などの酵素系からの供給が50-70%であり、その他は流血中の赤血球由来のなんらかの機序で供給されることが示された。従って、循環血液中に大量の人工酸素運搬体を投与した場合、それらが血管に逸脱しなくても、流血中由来のNOを消去することによりなんらかの機能修飾をおこす可能性があることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Kashiwagi, S., et al.: "Nonendothelial source of nitric oxide in arterioles but not in venules: Alternative source revealed in vivo by diaminofluorescein microfluorography"Circulation Research. 91. e55-e64 (2002)
• [文献書誌] Tsuchida, E, et al.: "Human serum albumin incorporating synthetic heme: Red blood cell substitute without hypertension by nitric oxide scavenging"J Biomed Mater Res.. 64A. 257-261 (2003)
• [文献書誌] Morisaki, H., et al.: "Carbon monoxide modulates endotoxin-induced microvascular leukocyte adhesion through platelet-dependent mechanisms"Anesthesiology. 97. 701-709 (2003)
• [文献書誌] Suematsu, M., et al.: "The inflammatory aspect of the microcirculation in hypertension"Microcirculation. 9. 259-276 (2002)
• [文献書誌] Takamiya, R, et al.: "Stabilization of mast cells by heme oxygenase-1 : an anti-inflammatory role"Am J Physiol Heart Circ Physiol. 283. H861-H870 (2002)
• [文献書誌] Hori, R, et al.: "Gene transfer of H25A mutant heme oxygenase-1 protects cells against hydroperoxide-induced cytotoxicity"J. Biol. Chem.. 277. 10712-10718 (2002)