急性肺傷害に対する一酸化炭素吸入の治療効果と抗炎症作用の解明

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22591730
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 麻酔・蘇生学
• 研究機関: 岡山県立大学
• 研究代表者: 高橋 徹 岡山県立大学, 保健福祉学部, 教授 (40252952)
• 研究分担者: 森田 潔 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (40108171) ; 清水 裕子 岡山大学, 医学部, 客員研究員 (80423284)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 周術期管理学 / 炎症 / 出血性ショック / 急性肺障害 / 一酸化炭素

研究概要

出血性ショックは全身性炎症をきたして急性肺障害 ALI を引き起こす。近年、内因性一酸化炭素 CO が抗炎症効果を有することが分かってきた。われわれは、ラット出血性ショックモデルによる ALI に対して、ショック蘇生後に 250ppm の CO を 3 時間吸入させて、治療効果とそのメカニズムについて検証した。出血性ショックによって、肺の組織障害度スコア、細胞浸潤、肺重量(Wet/dry 比)、炎症性メディエータ(TNF-α, iNOS) の発現、アポトーシス細胞(TUNEL法)のいずれも有意に増加していた。これに対して、CO 吸入群では、上記いずれの値も全て改善が見られた。さらに CO 吸入群では、抗炎症性サイトカイン IL-10 と核内受容体ホルモンPPARγの発現が有意に増加していた。CO 吸入による血圧や動脈血酸素分圧に変化はなく、組織低酸素(Hypoxyprobe)も見られなかった。出血性ショック蘇生後の 250ppm/3 時間の CO吸入は、 CO 毒性をきたすことなく ALI を改善させて、その抗炎症作用として PPARγによる炎症性メディエータ発現抑制と抗炎症性サイトカイン産生が関与していると考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Inhalation of Carbon Monoxide after Resuscitation Ameliorates Hemorrhagic Shock-Induced Lung Injury (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawanishi, S, Takahashi T, Shimizu H, Omori E, Sato K, Matsumi M, Maeda S, Nakao A, Morimatsu H, Morita K.
  • 雑誌名: Mol Med Rep 巻: 7 ページ: 3-10
• [雑誌論文] Reciprocal Effects of Oxidative Stress on Heme Oxygenase Expression and Activity Contributes to Reno-Vascular Abnormalities in EC-SOD Knockout Mice (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawakami T, Puri N, Sodhi K, Bellner L, Takahashi T, Morita K, Rezzani R, Tim Oury TD, and Abraham, NG.
  • 雑誌名: Int J Hypertens, Article ID 740203 ページ: 11
• [雑誌論文] Heme breakdown and ischemia/reperfusion injury in grafted liver during living donor liver transplantation (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsumi J, Morimatsu H, Matsusaki T, Kaku R, Shimizu H, Takahashi T, Yagi T, Matsumi M, Morita K.
  • 雑誌名: Int J Mol Med 巻: 29 ページ: 135-140
• [雑誌論文] Induction of apoptotic change in the rat hippocampus caused by ferric nitrilotriacetate (2011)
  • 著者名/発表者名: Maeda S, Arai Y, Higuchi H, Tomoyasu Y, Mizuno R, Takahashi T, Miyawaki T.
  • 雑誌名: Redox Rep 巻: 16 ページ: 114-120
• [雑誌論文] Role of heme oxygenase-1 in protection of the kidney after hemorrhagic shock (2010)
  • 著者名/発表者名: Arimori Y, Takahashi T, Nishie H, Inoue K, Shimizu H, Omori E, Kawanishi S, Toda Y, Morimatsu H, Morita K.
  • 雑誌名: Int J Mol Med 巻: 26 ページ: 27-32
• [雑誌論文] Protective effect of carbon monoxide inhalation on lung injury after hemorrhagic shock/resuscitation in rats (2010)
  • 著者名/発表者名: Kanagawa F, Takahashi T, Inoue K, Shimizu H, Omori E, Morimatsu H, Maeda S, Katayama H, Nakao A, Morita K.
  • 雑誌名: J Trauma 巻: 69 ページ: 185-194
• [雑誌論文] Responses to surgical stress after esophagectomy: Gene expression of heat shock protein 70, toll-like receptor 4, tumor necrosis factor-α and inducible nitric oxide synthase (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki S, Morimatsu, H, Omori E, Shimizu H, Takahashi T, Yamatsuji T, Naomoto Y, Morita K.
  • 雑誌名: Mol Med Rep 巻: 3 ページ: 765-769
• [雑誌論文] An Increase in Exhaled CO Concentration in Systemic Inflammation/Sepsis (2010)
  • 著者名/発表者名: Morimatsu H, Takahashi T, Matsusaki T, Hayashi M, Matsumi J, Shimizu H, Matsumi M, Morita K.
  • 雑誌名: J Breath Res 巻: Vol. 4: Article ID 047103 ページ: 4
• [学会発表] Protective role of heme oxygenasse-1 induction in hemorrhagic shock-induced intestinal tissue injury (2010)
  • 著者名/発表者名: Toru Takahashi et al.
  • 学会等名: The 10th Joint Scientific Congress of the KSCCM and JSICM
  • 発表場所: Hiroshima, Japan
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Increase in exhaled CO concentration after reperfusion of the grafted liver during living donor liver transplantation
  • 著者名/発表者名: Toru Takahashi, et al
  • 学会等名: 15th International Symposium on Molecular Medicine
  • 発表場所: Crete, Greece
• [学会発表] GLUTAMINE-INDUCED HEME OXYGENASE-1 PROTECTS AGAINST INTESTINAL TISSUE INJURY IN A RAT MODEL OFHEMORRHAGIC SHOCK
  • 著者名/発表者名: Toru Takahashi et al
  • 学会等名: Joint Scientific Congress of Korean-Japanese Intensivist
  • 発表場所: Seoul, Korea
• [図書] Heme proteins, Hemeoxygenase-1 and Oxidative stress. In "Oxidative Stress -Molecular Mechanisms and Biological Effects", edited by Volodymyr Lushchak and Halyna M. Semchyshyn (2012)
  • 著者名/発表者名: Morimatsu H, Takahashi T, Shimizu H, Matsumi J, Kosaka J, Morita K
  • 総ページ数: 109-124
  • 出版者: InTech -Open Access Publisher, Rijeka, Croatia