研究課題
基盤研究(C)
酸素を可逆的に結合するヘモグロビン(Hb)をリン脂質二分子膜小胞体(リポソーム)に内包したヘモグロビン小胞体(HbV)は、人工酸素運搬体として機能する。しかし、Hbは中心鉄が2価から3価に酸化(メト化)すると酸素結合能力を失う。この現象には、結合酸素に電子が一個移ることによるメト化(自動酸化)と、生じた活性酸素(過酸化水素)による更なるメト化が連動して起こっている。我々は、(メトHb/L-チロシン)系が過酸化水素を速やかに消去することを見出している。本研究では、L-チロシンを基質とするメトHbのペルオキシゲナーゼ活性を利用した過酸化水素消去系がメト化の抑制に効果的であることを確認し、この機構を解明した。また、この系を内水相に組み込んだHbVでは、過酸化水素を連続添加してもメトHbの生成は大幅に抑制されることから機能を確認できた。このHbVを20mL/kgラットに投与したところ、従来のHbVでは半分メト化する時間が14時間であったのに対し、44時間まで延長できた。更に、チロシン以外の14種類の候補基質に関してフェリルヘモグロビンラジカルと基質の反応速度の測定するスクリーニングにて、トリプトファンなどインドール環とカルボキシル基を持っ誘導体にてチロシンを上回る効果が見出された。他方、一酸化炭素化Hb(HbCO)は自動酸化によるメト化が起こらない。そして、循環血液中で少しずつHbO2に変換される現象を利用すれば、部分HbCOからなるHbVのメト化を抑制しつつ酸素運搬能力の持続が期待できる。本研究では、部分HbCOのメト化率の推移を測定したところ、CO化率に関わらず残りのHbO_2からのメト化速度はほぼ同じであったので、HbCOからのCOの脱離に伴って緩やかにメト化が起こる系の構築が示唆された。以上より、この二つのアプローチを組み合わせるとin vivoでHbVのメト化を効果的に抑制できると思われる。
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