病巣指向性を有する活性酸素消去酵素誘導体の開発と虚血性心筋細胞障害の防御

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63624513
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 井上 正康 熊本大学, 医学部, 助教授 (80040278)
• 研究分担者: 森野 能昌 熊本大学, 医学部, 教授 (30028352)
• キーワード: 虚血 / 心筋障害 / 活性酸素 / フリーラジカル / SOD / 分子設計 / 酸素毒性 / 蛋白質工学

研究概要

虚血性心血管障害において、活性酸素分子種やフリーラジカルにより重篤な組織傷害を来す可能性が示唆されている。このため、虚血再循環に起因する組織損傷病態の分子論的理解とその有効な治療法の開発が重要な課題となっている。細胞内区画にはSuperoxide dismutase(SOD)等の活性酸素消去酵素系や天然の還元剤であるGSHが高濃度に存在するが、血清や細胞間隙におけるこの種の防御機構は極めて低い。この為、各種疾患時に細胞外空間における酸化的ストレスをいかに消去軽減するかが重要であり、虚血性心血管損傷の治療もこの例外では無い。本研究は、蛋白質分子工学的手法により、極めて長い血中半減期を有し、わずかな残存血流を介して心組織病巣局所に濃縮動員される上記の酵素誘導体群(SM-SOD)を開発し、そこでの酸化的損傷過程を阻止軽減する事を目的とする。
本研究における解析の結果、以下の点が明らかになった。
1)生体および臓器レベルでの虚血性再循環性不整脈が局所性の心虚血病巣の再酸素化に伴ってのみ誘起される。
2)単一の培養心筋細胞系においても低酸素化後の再酸素化で不整拍動が生じ、これが不整脈発現の最小機能単位であることが明らかとになった。
これにより、酸化的ストレスによる虚血再循環性障害を培養心筋細胞レベルで解析することが可能となった。
3)個体、灌流心、および分離心筋細胞の不整拍動はアルブミンと可逆的に結合する長時間作動型の病巣指向性SM-SODにより阻止された。
4)SM-SODの不整脈阻止作用は、それが細胞内に取り込まれることなく、細胞外空間に存在することにより発現する。したがって、血液や細胞間隙を主体とする細胞外空間に発生する活性酸素種が虚血再循環性不整脈の原因と考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Masayasu,Inoue: J.Biochem.104. 155-158 (1988)
• [文献書誌] Masayasu,Inoue: Int.J.Proteine ＆ Peptide Res.32. 153-159 (1988)
• [文献書誌] Masayasu,Inoue: FEBS Lett.240. 216-220 (1988)
• [文献書誌] Masayasu,Inoue: Brain Research. 477. 286-291 (1989)
• [文献書誌] Masayasu,Inoue: Biochem.Pharmacol.37. (1989)
• [文献書誌] Masayasu,Inoue: Biochemistry. 28. (1989)
• [文献書誌] MasayasuInoue(D.Dorphin, ed.): ""Coenzymes and Cofactors" Dynamic aspects of protein-mixed disulfide formation." John Wiley ＆ Sons, (1989)
• [文献書誌] MasayasuInoue(I.Emerit, ed.): ""Antioxidants in Therapy and Priventive Medicine" Targetting SOD by gene- and protein-engineering." Plenum Press, (1989)