農薬パラコートの生体内解毒機構の研究

农药百草枯体内解毒机理研究

• 批准号: 13770861
• 负责人: 島田 ひろき
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kanazawa Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13770861/
• 关键词: パラコート; パラコート-モノピリドン; NADPH-シトクロム P450 リダクターゼ; シトクロム P450; ポストミトコンドリア画分; ミクロソーム; サイトゾル; α-トコフェロール; 薬物代謝酵素系; NADPH-シトクロムP450リダクターゼ; シトクロムP450; ミクロゾーム; フェニトイン; フェノバルビタール; リファンピシン

13年度の研究成果より,マウスにおいてパラコート(PQ)解毒系として,肝臓の薬物代謝系酵素(NADPH-cytochrome P450 reductaseおよびCYP3A,2B)が働いていることがin vivo実験で明らかとなった。そこで,本年度はPQ代謝経路がどの様に関わっているかを更に詳細に明らかにするため,マウス肝ホモジネートよりポストミトコンドリア画分,ミクロソーム画分およびサイトゾルを調製し,in vitroでのPQ代謝活性を測定した。マウス肝ホモジネートをPQとNADPHとともに反応させると,PQが減少し,代謝中間体であるparaquat-monopyridone(PM)が生成した。CYP3A阻害剤であるtroleandomycinはPQの減少を抑制し,PMを増加させた。また,PMはミクロソーム画分ではなくサイトゾルで生成していた。フェニトインによってマウス肝のCYP3Aおよび2Bを誘導すると,ポストミトコンドリア画分でのPM生成が減少したが,サイトゾルでは変化が見られなかった。これらの結果より,PQはサイトゾルでPMとなった後,小胞体薬物代謝酵素系によって水酸化解毒されることが明らかとなった。これまでに我々はPQ毒性発現がミトコンドリアにおけるフリーラジカル生成によるものであること,細胞膜透過性フリーラジカルスカベンジャーが毒性を抑制することを明らかにしている。そこで次に,リファンピシンやフェニトイン処理によってCYPを誘導したマウスにPQを投与し,引き続きフリーラジカルスカベンジャーであるα-トコフェロール(α-T)を繰り返し静注投与した。その結果,PQ単独投与では生存率が40%だったのに対し,CYP誘導とα-T投与によって100%にまで回復した。以上のことから,PQ中毒においてCYP誘導とα-T投与が有効な治療となりうることが強く示唆された。

根据2013年的研究结果，体内实验表明，肝脏药物代谢酶（NADPH-细胞色素P450还原酶和CYP3A、2B）在小鼠体内充当百草枯（PQ）解毒系统。因此，今年，为了更详细地阐明PQ代谢途径是如何参与的，我们从小鼠肝脏匀浆中制备了线粒体后级分、微粒体级分和胞质溶胶，并在体外研究了PQ代谢活性。当小鼠肝脏匀浆与 PQ 和 NADPH 反应时，PQ 被还原，并产生代谢中间体百草枯单吡啶酮 (PM)。 Troleandomycin 是一种 CYP3A 抑制剂，可抑制 PQ 的下降和 PM 的增加。此外，PM 是在细胞质中产生的，而不是在微粒体部分中产生的。苯妥英对小鼠肝脏中 CYP3A 和 2B 的诱导减少了线粒体后部分 PM 的产生，但在细胞质中没有观察到变化。这些结果表明，PQ在细胞质中变成PM，然后被内质网药物代谢酶系统羟基化和解毒。到目前为止，我们已经证明PQ毒性是由线粒体中自由基的产生引起的，而细胞膜可渗透的自由基清除剂可以抑制这种毒性。接下来，我们给通过利福平或苯妥英治疗诱导 CYP 的小鼠注射 PQ，然后重复静脉注射自由基清除剂 α-生育酚 (α-T)。结果，单独施用PQ时存活率为40%，但通过CYP诱导和α-T施用将存活率提高至100%。这些结果强烈表明 CYP 诱导和 α-T 给药可能是 PQ 中毒的有效治疗方法。

项目成果

内海耕慥, 井上正康: "新ミトコンドリア学"共立出版. 434 (2001)

Koki Utsumi，Masayasu Inoue：“新线粒体科学”Kyoritsu Shuppan 434（2001）。

H.Shimada, H.Furuno, k.-I.Hirai, J.Koyama, J.Ariyama, E.Simamura: "Paraquat detoxicative system in the mouse liver postmitochondrial fraction"Archives of Biochemistry and Biophysics. 402(1). 149-157 (2002)

H.Shimada、H.Furuno、k.-I.Hirai、J.Koyama、J.Ariyama、E.Simamura：“小鼠肝脏线粒体后部分中的百草枯解毒系统”生物化学和生物物理学档案。

K.I.Hirai, E.Shimamura, J.Koyama, H.Shimada: "EF-TEM finding of new anticancer agents to produce suicidal free radicals in initochondria"ICEM-15 DURBAN. 537-538 (2002)

K.I.Hirai、E.Shimamura、J.Koyama、H.Shimada：“EF-TEM 发现新的抗癌剂可在线粒体中产生自杀性自由基”ICEM-15 DURBAN。