多核in vivo磁気共鳴法による糖代謝機構と機能画像化の研究

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1.2ーデオキシー2ーフルオローDーグルコ-ス(FDG)から2ーデオキシー2ーフルオローDーマンノ-ス(FDM)への変換反応機構を解明するためにFDGー6ーリン酸にホスホグルコ-スイソメラ-ゼ(PGI)をin vitroで作用させ、NMRで反応を追跡した。その結果、体内で起きるFDGーFDM変換がPGIによるものであること、この反応の活性化エネルギ-は20ー38℃の範囲では80kJ/molであり通常の酵素反応に近いと考えてよいことがわかった。2.本実験条件下のマウスではFDG投与あるいは麻酔による低体温時の血糖と心拍数には重大な影響はなく、動物は適切に使用されたといえる。3.マウスを麻酔させたときのFDGの代謝を追跡した。ペントバルビタ-ル麻酔下で体温が低下する。この低下を加温によりコントロ-ルした状態でFDG集積およびFDGーFDM変換と体温との関係を求めた。その結果、脳における集積量と体温との間の相関はなく、FDGーFDM変換速度は温度に強く影響された。低体温時の変換率低下の大部分はPGIの活性化エネルギ-で説明できた。これは生体内で観測されるFDGーFDM変換がPGIの活性をあらわすことを示す。一方、血液中のFDG濃度が低体温で高い傾向にあったことから脳集積における恒常性は脳での取り込みが他臓器より大きいことを示すが、集積量が脳活動状態を示すというPETでの結果とは相いれない。これは投与量の違いによるものと考えられるが、この系の応用に向けてはさらに詳細な検討を要する。4.FDM生成量は脳血液関門、ヘキソキナ-ゼ、PGIの3つの活性を反映するが、本研究でFDGーFDM変換がPGI活性を示すことがわかり、FDG投与ーFDMモニタ法の与える情報を明確にすることができた。