体外循環時の酸化ストレスによる赤血球溶血の機序解明と新規予防法の開発

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体外循環（人工心肺）を使用した心臓手術では人工肺より高流量の酸素を吹送するため、血液は過度の酸化ストレスに曝される。この酸化ストレスが手術後の予後に影響する赤血球溶血関連合併症を引き起こすことが考えられており、赤血球内の酸化ストレスをモニターする方法の開発が必要である。そこで、レドックス（酸化還元）制御蛋白質である赤血球中のチオレドキシン（thioredoxin; TRX）に注目して、酸化ストレスがTRXのチオール基数に及ぼす影響をチオール基のラベル化（ゲルシフトアッセイ）により検討した。1) 過酸化水素が赤血球内のTRXのチオール基数に及ぼす影響を確認するため、全血を各濃度の過酸化水素溶液で曝露し、Protein-SHifter Plus(SB12：DOJINDO)によるラベル化を行った。しかし、過酸化水素濃度とは無関係に赤血球TRXは酸化状態であった。2) PEG-PCMal(SB20：DOJINDO)を用い、赤血球溶血とチオール基のラベル化を同時に行ったところ、採血直後の赤血球内TRXのチオール基数は減少せず、赤血球内のin vivoのTRXを還元状態でとらえることができた。3) 酸素ガスによる全血のbubbling、および過酸化水素溶液による赤血球の酸化を試みたが、いずれの方法においても赤血球内TRXのチオール基の酸化はみられなかった。4) 過酸化水素溶液による赤血球の酸化により、過酸化水素濃度の上昇に伴い高感度に酸化還元状態が変化する新たな分子を検出し、同分子が炭酸脱水酵素であることを質量分析で同定した。5) 市販の遺伝子組み換え炭酸脱水酵素は、過酸化水素濃度の上昇に伴い酸化還元状態が変化することを確認したが、その反応性が非常に乏しいものであった。6) 作製した遺伝子組み換え炭酸脱水酵素は、過酸化水素濃度の上昇に伴い酸化還元状態が顕著に変化することを確認した