OMRIを用いた酸化ストレス疾患モデルにおけるレドックス動態の画像解析研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22249003
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理系薬学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 内海 英雄 九州大学, 先端融合医療レドックスナビ研究拠点, 特任教授 (20101694)
• 研究分担者: 市川 和洋 九州大学, 先端融合医療創成センター, 教授 (10271115) ; 山田 健一 九州大学, 薬学研究院, 准教授 (60346806) ; 兵藤 文紀 九州大学, 先端融合医療レドックスナビ研究拠点, 准教授 (10380693)
• 連携研究者: 廣岡 良隆 九州大学, 医学研究院, 教授 (90284497) ; 安川 圭司 九州大学, 薬学研究院, 助教 (80372738) ; 大和 真由実 九州大学, 先端融合医療レドックスナビ研究拠点, 准教授 (30380695) ; 加藤 隆弘 九州大学, 先端融合医療レドックスナビ研究拠点, 特任准教授 (70546465) ; NUTTAVUT Kosem 九州大学, 先端融合医療レドックスナビ研究拠点, 特任助教 (60532851)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 薬学 / 生物物理 / 生体分子 / 可視化

研究概要

オーバーハウザーMRI(OMRI)は現在臨床で汎用されている磁気共鳴画像化装置(MRI)に動的核スピン偏極を組み合わせた新たな画像化法で、MRI と同等の優れた画像分解能を有し、電子スピン共鳴画像化法(ESRI)に比べ生きた動物において高分解能の生体レドックス画像を得ることができる。本研究では OMRI を用いて、造影剤の体内動態や種々の酸化ストレス疾患モデル(抗がん剤誘発腎障害、ドパミン神経障害、潰瘍性大腸炎、精神疾患)のレドックス動態を可視化し、酸化ストレスと病態形成との関連を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Permeability Studies of Redox-Sensitive Nitroxyl Spin Probes Through Lipid Membranes Using an L-Band ESR Spectrometer. (2013)
  • 著者名/発表者名: Benial AM, Dhas MK, Ichikawa K, Yamada KI, Hyodo F , Jawahar A, Utsumi H
  • 雑誌名: Appl Magn Reson 巻: 44(4) ページ: 439-47
  • DOI: DOI:10.1007/s00723-012-0383-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Are microglia minding us? Digging up the unconscious mind-brain relationship from a neuropsychoanalytic approach (2013)
  • 著者名/発表者名: Kato TA, Kanba S
  • 雑誌名: Front Hum Neurosci 巻: 13
  • DOI: DOI:10.3389/fnhum.2013.00013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neurotransmitters,Psychotropic Drugs and Microglia: Clinical Implications for Psychiatry (2013)
  • 著者名/発表者名: Kato TA, Yamauchi Y, Horikawa H, Monji A, Mizoguchi Y, Seki Y, Hayakawa K, Utsumi H, Kanba S
  • 雑誌名: Curr Med Chem 巻: 20 (3) ページ: 331-44
  • URL: http://www.eurekaselect.com/106225/article
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of a 13C Magnetic Resonance Probe Using a DeuteratedMethoxy Group as a Long-Lived Hyperpolarization Unit. (2012)
  • 著者名/発表者名: Doura T, Hata R, Nonaka H, Ichikawa K, Sando S
  • 雑誌名: Angewandte Chemie 巻: 51(40) ページ: 10114-7
  • DOI: DOI:10.1002/anie.201202885
  • 査読あり
• [雑誌論文] Minocycline modulates human social decision-making: possible impact of microglia on personality-oriented social behaviors (2012)
  • 著者名/発表者名: Kato TA, Watabe M, Tsuboi S, Ishikawa K, Hashiya K, Monji A, Utsumi H, Kanba S
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7(7) ページ: e40461
  • DOI: DOI:10.1371/journal.pone.0040461
  • 査読あり
• [雑誌論文] These authors equally contributed to this work.]: Does minocycline, an antibiotic with inhibitory effects on microglial activation, sharpen a sense of trust in social interaction (2012)
  • 著者名/発表者名: Watabe M*, Kato TA *, Monji A, Horikawa H, Kanba S
  • 雑誌名: Psychopharmacology 巻: 220(3) ページ: 551-7
  • DOI: DOI:10.1007/s00213-011-2509-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo toxicity and antitumor activity of mangosteen extract (2012)
  • 著者名/発表者名: Kosem N, Ichikawa K, Utsumi H, Moongkarndi P
  • 雑誌名: J Nat Med 巻: 67(2) ページ: 255-63
  • DOI: DOI:10.1016/j.freeradbiomed.2012.04.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Whole-body kinetic image of a redox probe in mice using Overhauser-enhanced MRI (2012)
  • 著者名/発表者名: Kosem N, Naganuma T, Ichikawa K, Phumala Morales N, Yasukawa K, Hyodo F, Yamada K, Utsumi H
  • 雑誌名: Free Radic Biol Med 巻: 53(2) ページ: 328-36
  • DOI: DOI:10.1016/j.freeradbiomed.2012.04.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Combination therapy of olmesartan and azelnidipine inhibits sympathetic activity associated with reducing oxidative stress in the brain of hypertensive rats. (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinohara K, Hirooka Y, Ogawa K, Kishi T, Yasukawa K, Utsumi H, Sunagawa K.
  • 雑誌名: Clin Exp Hypertens 巻: 34(6) ページ: 456-62
  • DOI: doi: 10.3109/10641963.2012.666603.
  • 査読あり
• [雑誌論文] The detrimental effect of nitric oxide on tissue is associated with infl amatory events in the vascular endothelium and neutrophils in mice with dextran sodium sulfate-induced colitis (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasukawa K, Tokuda H, Tun X, Utsumi H, Yamada K.
  • 雑誌名: Free Radic Res 巻: 46 ページ: 1427-36
  • DOI: doi:10.3109/10715762.2012.732698.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitroxides prevent exacerbation of indomethacin-induced gastric damage in adjuvant arthritis rats. (2011)
  • 著者名/発表者名: Deguchi H, Yasukawa K, Yamasaki T, Mito F, Kinoshita Y, Naganuma T, Sato S, Yamato M, Ichikawa K, Sakai K, Utsumi H, Yamada K.
  • 雑誌名: Free Radic Biol Med 巻: 51(9) ページ: 1799-805
  • DOI: doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2011.08.010.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overhauser-enhanced magnetic resonance imaging characterization of mitochondria functional changes in the 6-hydroxydopamine rat model. (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamato M, Shiba T, Naganuma T, Ichikawa K, Utsumi H, Yamada K.
  • 雑誌名: Neurochem Int. 巻: 59(6) ページ: 804-11
  • DOI: doi: 10.1016/j.neuint.2011.08.010.
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo imaging of mitochondrial function in methamphetamine-treated rats (2011)
  • 著者名/発表者名: Shiba T, Yamato M, Kudo W, Watanabe T, Utsumi H, Yamada K.
  • 雑誌名: Neuroimage 巻: 57(3) ページ: 866-72
  • DOI: doi: 10.1016/j.neuroimage.2011.05.041.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anti-Inflammatory properties of antipsychotics via microglia modulations: are antipsychotics a 'fire extinguisher' in the brain of schizophrenia? (2011)
  • 著者名/発表者名: Kato TA, Monji A, Mizoguchi Y, Hashioka S, Horikawa H, Seki Y, Kasai M, Utsumi H, Kanba S.
  • 雑誌名: Mini Rev Med Chem 巻: (7) ページ: 565-74
  • URL: http://www.eurekaselect.com/88180/article
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aripiprazole inhibits superoxide generation from phorbol-myristate-acetate (PMA)-stimulated microglia in vitro: implication for antioxidative psychotropic actions via microglia (2011)
  • 著者名/発表者名: Kato TA, Monji A, Yasukawa K, Mizoguchi Y, Horikawa H, Seki Y, Hashioka S, Han YH, Kasai M, Sonoda N, Hirata E, Maeda Y, Inoguchi T, Utsumi H, Kanba S
  • 雑誌名: Schizophr Res. 巻: 129(2-3) ページ: 172-82
  • DOI: doi: 10.1016/j.schres.2011.03.019.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imbalance of central nitric oxide and reactive oxygen species in the regulation of sympathetic activity and neural mechanisms of hypertension (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirooka Y, Kishi T, Sakai K, Takeshita A, Sunagawa K.,
  • 雑誌名: Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 巻: 300 ページ: R818-R826
  • DOI: doi: 10.1152/ajpregu.00426.2010.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Are Japan's hikikomori and depression in young people spreading abroad? (2011)
  • 著者名/発表者名: Kato TA, Shinfuku N, Sartorius N, Kanba S.
  • 雑誌名: The Lancet 巻: 378 ページ: 1070
  • DOI: doi: 10.1016/S0140-6736(11)61475-X.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monitoring the aggregation processes of amyloid-β using a spin-labeled, fluorescent nitroxyl radical (2011)
  • 著者名/発表者名: Mito F, Yamasaki T, Ito Y, Yamato M, Mino H, Sadasue H, Shirahama C, Sakai K, Utsumi H, Yamada K.
  • 雑誌名: Chem Commun (Camb) 巻: 7:47(17) ページ: 5070-2
  • DOI: doi: 10.1039/c0cc05764a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure-Reactivity Relationship of Piperidine Nitroxide: Electrochemical, ESR and Computational Studies (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki T. Mito F. Ito Y. Pandian S. Kinoshita Y. Nakano K. Murugesan R. Sakai K. Utsumi H. Yamada K,
  • 雑誌名: J Org Chem 巻: 76 ページ: 435-40
  • DOI: doi: 10.1021/jo101961m.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrahighly sensitive in situ metabolomic imaging for visualizing spatiotemporal metabolic behaviors. (2010)
  • 著者名/発表者名: Miura D, Fujimura Y, Yamato M, Hyodo F, Utsumi H, Tachibana H, Wariishi H.
  • 雑誌名: Anal Chem 巻: 82(23) ページ: 9789-96
  • DOI: doi: 10.1021/ac101998z.
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo evaluation of nobel nitroxyl radicals with reduction stability (2010)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita Y, Yamada K, Yamasaki T, Mito F, Yamato M, Kosem N, Deguchi H, Shirahama C, Ito Y, Kitagawa K, Okukado N, Sakai K, Utsumi H.
  • 雑誌名: Free Radic Biol Med 巻: 49(11) ページ: 1703-9
  • DOI: doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2010.08.027.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic nuclear polarization studies of redox-sensitive nitroxyl spin probes in liposomal solution (2010)
  • 著者名/発表者名: Benial AM, Utsumi H, Ichikawa K, Murugesan R, Yamada K, Kinoshita Y, Naganuma T, Kato M.
  • 雑誌名: J Magn Reson. 巻: 204(1) ページ: 131-8
  • DOI: doi: 10.1016/j.jmr.2010.02.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of biopsychosocial factors on psychiatric training in Japan and overseas: Are psychiatrists oriented to mind, brain, or sociocultural issues? (2010)
  • 著者名/発表者名: Kato TA, Tateno M, Nakano W, Balhara YP, Teo AR, Fujisawa D, Sasaki R, Ishida T, Kanba S.
  • 雑誌名: Psychiatry and Clinical Neurosciences 巻: 64(5) ページ: 520-30
  • DOI: doi: 10.1111/j.1440-1819.2010.02133.x.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of two-hour suicide intervention program among medical residents: First pilot trial. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kato TA, Suzuki Y, Sato R, Fujisawa D, Uehara K, Hashimoto N, Sawayama Y, Hayashi J, Kanba S, Otsuka K.
  • 雑誌名: Psychiatry and Clinical Neurosciences 巻: 64(5) ページ: 531-40
  • DOI: doi: 10.1111/j.1440-1819.2010.02114.x.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibitory effects of SSRIs on IFN-γ induced microglial activation through the regulation of intracelluar calcium. (2010)
  • 著者名/発表者名: Horikawa H, Kato TA, Mizoguchi Y, Monji A, Seki Y, Ohkuri T, Gotoh L, Yonaha M, Ueda T, Hashioka S, Kanba S.
  • 雑誌名: Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry 巻: 34 ページ: 1306-16
  • DOI: doi: 10.1016/j.pnpbp.2010.07.015.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of reactive oxygen species associated with the degeneration of dopaminergic neurons during dopamine metabolism. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamato M, Kudo W, Shiba T, Yamada K, Watanabe T, Utsumi H
  • 雑誌名: Free Radic Res. 巻: 44(3) ページ: 249?57
  • DOI: doi: 10.1016/j.pnpbp.2010.07.015.
  • 査読あり
• [雑誌論文] An EPR method for estimating activity of antioxidants in mouse skin using an anthralin-derived radical model (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawai S, Matsumoto K, Utsumi H.
  • 雑誌名: Free Radic Res. 巻: 44(3) ページ: 267?74
  • DOI: doi: 10.3109/10715760903456100.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxidative stress in the rostral ventrolateral medulla modulates excitatory and inhibitory inputs in spontaneously hypertensive rats.
  • 著者名/発表者名: Nishihara M, Hirooka Y, Matsukawa R, Kishi T, Sunagawa K.
  • 雑誌名: J Hypertens 巻: 30(1) ページ: 97-106
  • DOI: doi: 10.1097/HJH.0b013e32834e1df4
  • 査読あり
• [学会発表] Development of Overhauser enhanced MRI for imaging in vivo Physiological function (2012)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa K
  • 学会等名: The 10th International Symposium for Future Drug Discovery & Medical care. Hokkaido University
  • 発表場所: Sapporo (Invited Lecture)
  • 年月日: 20121002-03
• [学会発表] 磁気共鳴イメージング法を用いたレドックス疾患の抗酸化物質の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 兵藤文紀
  • 学会等名: 第51回電子スピンサイエンス学会年会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2012-11-03
• [学会発表] Minocycline and aripiprazole inhibit oligodendrocyte damage from interferon-r-stimulated microglia in a co-culture model (2012)
  • 著者名/発表者名: Kato TA, Seki Y, Monji A, Mizoguchi Y, Horikawa H, Sato-Kasai M, Hayakawa H, Yamauchi Y, Yoshiga D, Kanba S
  • 学会等名: The 42th Society for Neuroscience Annual Meeting
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 2012-10-16
• [学会発表] Imaging in vivo oxidative diseases using OMRI (2012)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa K
  • 学会等名: Asia-Pasific EPR/ESR Symposium
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2012-10-13
• [学会発表] Challenge for biomedical innovation by Redox Navigation at Kyushu University (2012)
  • 著者名/発表者名: Utsumi H
  • 学会等名: The 10th International Symposium for Future Drug Discovery & Medical care
  • 発表場所: Sapporo (Invited Lecture)
  • 年月日: 2012-10-03
• [学会発表] Imaging in vivo oxidative diseases using OMRI (2012)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa K
  • 学会等名: Conference of Zavoisky Award in Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy
  • 発表場所: Kazan,Russia. (Invited Lecture
  • 年月日: 2012-09-26
• [学会発表] 磁気共鳴法による生理機能イメージング法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 市川和洋
  • 学会等名: 蛋白研セミナー「磁気共鳴の先端計測技術と生体系への展開」
  • 発表場所: 大阪大学蛋白質研究所、吹田市
  • 年月日: 2012-07-31
• [学会発表] Redox Molecular Imaging of Mouse Inflammation Model (2012)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa K
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Electron Spin Science
  • 発表場所: Matsushima
  • 年月日: 2012-07-23
• [学会発表] Overhauser-MRI を用いた生体レドックス・薬物動態のイメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 内海英雄
  • 学会等名: よこはま NMR 構造生物学研究会第45回ワークショップ「イメージングと創薬」
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2012-07-11
• [学会発表] 酸化ストレス疾患解明のための生体レドックスイメージング法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 兵藤文紀
  • 学会等名: 第51回 日本生体医工学大会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2012-05-11
• [学会発表] 生体レドックスの分子イメージングと病態解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内海英雄
  • 学会等名: 日本薬学会第132 年会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] Novel Imaging OMRI for in vivo Redox (2012)
  • 著者名/発表者名: Utsumi H
  • 学会等名: Oxidative stress in congenital and acquired hemolytic anemia
  • 発表場所: Thailand. (Invited Lecture)
  • 年月日: 2012-03-23
• [学会発表] 磁気共鳴法を用いた生体機能可視化法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 兵藤文紀
  • 学会等名: 第10回稲盛フロンティア研究講演会
  • 発表場所: 福岡市(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-17
• [学会発表] High field OMRI scanner for imaging in vivo functional information (2011)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa K
  • 学会等名: 5th SFRR-Asia / 8th ASMRM / 11th J-mit
  • 発表場所: Kagoshima
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] Molecular Imaging of Oxidative Stress using Nitroxyl Radical Compounds (2011)
  • 著者名/発表者名: Hyodo F
  • 学会等名: 日独国交150周年シンポ ジウム
  • 発表場所: Germany
  • 年月日: 2011-06-30
• [学会発表] Seminar ofdepartment of pharmacy (2011)
  • 著者名/発表者名: Hyodo F
  • 学会等名: マーチンルーサー大学薬学部特別シンポジウム
  • 発表場所: Germany
  • 年月日: 2011-06-29
• [学会発表] Nitroxyl probes to monitor in vivo redox status in disease state by OMRI (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasukawa K
  • 学会等名: EPR 2010 13th JSPS Core-to-Core Symposium
  • 発表場所: San Juan, Puerto Rico, USA
  • 年月日: 20100502-06
• [学会発表] Cytokines.Free Radicals and Schizophrenia-Microglia Hypothesis of Schizophrenia- (2010)
  • 著者名/発表者名: Kato TA, Monji A, Kanba S
  • 学会等名: World Psychiatric Association (WPA) International Congress 2010
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] Antioxidative effect of aripiprazole, a novel unique antipsychotic, via inhibiting superoxide generation from PMA-stimulated microglia (2010)
  • 著者名/発表者名: Kato T, Monji A, Yasukawa K, Mizoguchi Y, Horikawa H, Seki Y, Yonaha M, Hashioka S, Han YH, Utsumi H, Kanba S
  • 学会等名: CINP 2010
  • 発表場所: Hong Kong
  • 年月日: 2010-06-07
• [図書] Methods Mol Biol, Brain redox imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto K, Hyodo F, Anzai K,Utsumi H, Mitchell J.B., Krishna M.C.
  • 総ページ数: 397-419
• [産業財産権] 磁場印加装置 (2012)
  • 発明者名: 内海英雄、市川和洋、兵藤文紀、長沼辰弥、梶原秀則、飯倉淳、他 2 名
  • 権利者名: 九州大学、日本レドックス、富士電機、日立金属
  • 産業財産権番号: 2012-148866
  • 出願年月日: 2012-07-02
• [産業財産権] 生体内因性分子の検出方法 (2012)
  • 発明者名: 内海英雄、市川和洋、兵藤文紀
  • 権利者名: 九州大学
  • 産業財産権番号: 5150822
  • 取得年月日: 2012-12-14
• [産業財産権] 生体内因性分子の検出方法 (2010)
  • 発明者名: 内海英雄、兵藤文紀、市川和洋
  • 権利者名: 九州大学
  • 産業財産権番号: PCT/JP2010/069386
  • 出願年月日: 2010-10-29
  • 外国