フリーラジカルに酸化ストレス : ESRによる測定法を中心に  [in Japanese] Free radicals and oxidative stress : targeted ESR measurement of free radicals  [in Japanese]

Access this Article

Author(s)

    • 江頭 亨 EGASHIRA Toru
    • 大分医科大学薬効薬物動態治療応用講座 Department of Pharmacology and Therapeutics, Oita Medical University
    • 高山 房子 TAKAYAMA Fusako
    • 大分医科大学薬効薬物動態治療応用講座 Department of Pharmacology and Therapeutics, Oita Medical University

Abstract

種々の疾患の因子となる酸化ストレスの原因物質であるフリーラジカルの生体内での動態を知るには,不対電子の電子スピン共鳴を測定する電子スピン共鳴法(electron spin resonance, ESR法)が最適である.しかし,ESRでは直接フリーラジカルを測定出来ないので,寿命が短いフリーラジカルを捕捉するために,スピントラッピング法が開発された.トラップ剤がフリーラジカルとすばやく反応し,スピンアダクトを生成する.このスピンアダクトをESRで測定し,得られたスペクトルから捕捉したフリーラジカルを同定することが出来る.X-バンドESRを用いたin vitroの測定では,スピントラップ剤として5,5'-dimethyl-1-pyrroline-<i>N</i>-oxide(DMPO)やα-phenyl-<i>N</i>-<i>t</i>-butylnitrone(PBN)が用いられ,スーパーオキシドやヒドロキシルラジカルを捕捉し,特有のスペクトルを示す.この方法はラジカル消去物質(抗酸化物質)の検索にも利用されている.また,これらを酸化ストレス病態モデル動物に投与し,血中および臓器中のラジカルを検出することも可能である.一方,in vivoでは,L-バンドESRをもちいて,安定なラジカルであるニトロキシルラジカルをスピンプローブとして投与し,そのニトロキシルラジカルのシグナル強度の減衰から生体内ラジカルの動態,生体内抗酸化力などを検討している.この系を用いて生体内のフリーラジカルの発生や酸化ストレスを非侵襲的に丸ごとの動物で測定可能である.最近ではこのスピンプローブを用いて,酸化ストレス病態モデル動物の臓器別画像化にも成功しており,将来ヒトでもESR-CT(ESR-computer tomography)によってフリーラジカルの発生部位や発生量が画像化され,臨床応用も可能になるものと期待されている.<br>

The detection of free radicals generated within the body may contribute to clarifying the pathophysiological role of free radicals in disease processes. As an appropriate procedure to examine the generation of free radicals in a biological system, electron spin resonance (ESR) has emerged as a powerful tool for detection and identification. A method for determination of oxygen radical scavenging activity using ESR and the spin trapping technique was developed. Oxygen radicals were trapped by 5,5-dimethyl-1-pyrroline-<i>N</i>-oxide(DMPO) or α-phenyl-<i>N</i>-<i>t</i>-butylnitrone (PBN), and the DMPO or PBN spin aduct signal was measured quantitatively by an ESR spectrometer. The spin trapping method using ESR has also been reported for not only in vitro and ex vivo measurements but also in vivo measurements. In in vivo ESR, nitroxyl radical is being used as a spin trap well. ESR signal intensities of nitroxyl radical are measured after administration to animals and the signal decay rates of nitroxyl radical have reported to be influenced by various types of oxidative stress. With this method, it is possible to specify the type of radical or the location at which the free radicals are produced. The spin trapping method by in vivo ESR is an effective procedure for giving non-invasive measurements in animals. ESR imaging in the organs of live animals can also be obtained after injection of nitroxyl radicals as an imaging agent using ESR-computed tomography. In vivo ESR imaging has been established as a powerful technique for determining the spatial distribution of free radicals in living organs and tissues.<br>

Journal

  • Folia Pharmacologica Japonica

    Folia Pharmacologica Japonica 120(4), 229-236, 2002-10-01

    The Japanese Pharmacological Society

References:  45

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    10010332217
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AN00198335
  • Text Lang
    JPN
  • Article Type
    REV
  • ISSN
    00155691
  • NDL Article ID
    6314485
  • NDL Source Classification
    ZS51(科学技術--薬学)
  • NDL Call No.
    Z19-247
  • Data Source
    CJP  NDL  J-STAGE 
Page Top