生体計測ESRによる炎症時におけるレドックス代謝活性の無侵襲画像解析

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活性酸素や一酸化窒素をはじめとするフリーラジカルは既に個々に作用を発現するほかに、生体内でラジカル間クロストークやレドックスバランスを形成し、この相互作用が種々の生理機能や病態発現に重要な関わりを有する可能性が指摘されるようになってきた。しかしながら、生物個体での実態は全く研究されてこなかった。これは、生物個体そのものの生体レドックスを無侵襲解析する方法が全くなかったことによる。生物個体でのレドックス変動を明らかにするには、レドックス変動を画像化することにより、時間・空間でのダイナミックな解析を行うことが望まれる。共焦点レーザー顕微鏡やMRIなど多くの画像化技術が開発され、医学・薬学の分野で盛んに用いられているが、フリーラジカル反応やレドックス変動に関する画像解析手段は全くない。我々は数年前より生体計測ESR-CTシステムを開発し、マウス体内でのラジカル反応をニトロキシドプローブのシグナル変化で捉え、病態発現との関係を解析してきた。その結果、高酸素暴露や虚血再灌流障害などの酸化的ストレスで惹起される生体内レドックス変動がニトロキシドプローブのシグナル変化の亢進をもたらすことを見出した。このような経緯を踏まえ我々は、生体内レドックス代謝活性を無侵襲画像解析することで病態発現機序とレドックスの制御異常との係わりが明らかになるとの発想に至った。本研究では、申請期間内に、生体計測ESRでの高速画像解析システムとレドックス代謝活性の画像化のためのアルゴリズムの開発を行い、さらに、アジュバント関節炎モデルラットに適用することで、開発した方法の実用性を実証すると共に、さらなるシステムの向上を試みた。本研究は、レドックス代謝活性という生化学的パラメーターを動物個体そのもので無侵襲画像解析するという世界でも全く試みられてはいない方法を構築しようとしたものである。