口腔・顎顔面領域における活性酸素・フリーラジカルのin vivo計測と3次元画像化

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14771031
• 研究機関: 神奈川歯科大学
• 研究代表者: 庄司 洋史 神奈川歯科大学, 歯学部, 助手 (90277913)
• キーワード: 電子スピン共鳴 / 活性酸素 / フリーラジカル / ニトロキシドスピンプローブ / 酸化ストレス / ESR imaging

研究概要

本研究は「口腔・顎顔面領域における活性酸素・フリーラジカルを検出し、その分布領域をin vivo ESR-CT imaging systemを用いて3次元画像化すること」を最終目標とし、標記課題達成に対し実験を行った。L-バンドin vivo ESRによるラジカルの検出と画像化を実験の柱として実験・検討を行ったこの期間中の主たる成果は、L-band ESR法を用いたニトロキシドラジカルスピンプローブの全身分布の可視化に成功したこと、またこの手法を口腔・顎顔面領域に外挿しESR計測条件を検討し、新しい知見を得たことである。さらに、顎関節症ラットモデルを用いた検討において、スピンプローブクリアランス速度に有意な差があるという知見も得ることができた。これは、顎関節部位における酸化ストレスの亢進が考えられ、L-band ESRによる酸化ストレス評価の可能性を示唆した。最終年度では、我々が得た知見をもとに、ESR imaging実験へと移行した。実験概略は同一実験条件下で、さらに磁場勾配を与えスペクトルデータに位置情報を加えること、そして得られたスペクトルデータをコンピュータ処理し、ニトロキシドラジカル口腔内分布の3次元画像化を試みるものであった。その結果、顎関節部のESR imaging(ラジカル分布画像化)をはじめとしたスピンプローブの顎顔面分布領域の画像化に成功した。そのほか、摘出脳実験でのラジカルクリアランスの画像化を可能にしたことも成果の1つである。新規スピンプローブの応用、また、spin trapping手法によるESR imagingに着手したが、今現在のところ生体内で産生された活性酸素種の画像化にまでは至っていない。今後、ESR imaging解像度の向上を含めたESR imaging装置の開発、改良も同時に行い、口腔・顎顔面領域で産生された活性酸素・フリーラジカルのin vivo計測と3次元画像化を確立する課題を残している。

研究成果

• [文献書誌] 庄司洋史: "生体electron spin resonance(ESR)画像装置の顎顔面領域への応用"歯科薬物療法学会雑誌. 29・1. 18-24 (2003)
• [文献書誌] Shun-suke, Takahashi: "Real-time monitoring of nitric oxide in ischemic myocardium using an NO-selective electrode calibrated by electron spin resonance"Life Science. 74. 75-85 (2003)
• [文献書誌] MIYAZAKI, H.: "Measurements of oxidative stress in the stroke prone spontaneously hypertensive rats brain by using in vivo ESR technique."Redox Report. 7・5. 260-265 (2002)
• [文献書誌] SHOJI, H.: "In vivo electron spin resonance (ESR) imaging : A basic research for bioradical detection system in oral tissues."Bulletin of Kanagawa Dental College. 29. 10-11 (2001)
• [文献書誌] SHOJI, H.: "Development of the in vivo electron spin resonance-CT imaging system and its application."Magnetic Resonance in Medicine. 12. 157-160 (2001)
• [文献書誌] Lee M.-C.: "Application of in vivo electron spin resonance (ESR) spectroscopy for oral region of small animal model."Dentistry in Japan. 38. 36-39 (2002)