Molecular mechanism of cataract induced by the ultra-violet radiation through the ozone-hole occurred over the Antarctica

南极上空臭氧空洞紫外线辐射诱发白内障的分子机制

基本信息

  • 批准号:
    18510022
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.72万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2006
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2006 至 2008
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

研究成果の概要:南極上空に発生するオゾンホールにより増加したB領域の紫外線が,動物眼の角膜や水晶体に及ぼす影響を,分子分光学的手法により研究した。牛角膜に紫外線を照射すると,照射時間に応じて,角膜コラーゲンのアミドII赤外バンドの強度が,アミドI赤外バンドと比較して強度を減少させることが,FT-IR測定によって明らかになった。これは,コラーゲンの主成分であるプロリン残基が紫外線によって損傷を受けた結果と解釈された。また,ビタミンを添加した牛眼試料では,上記の強度減少が抑制されることも確かめられた。更に,南極で紫外線曝露した牛眼の水晶体の近い赤外ラマン散乱測定の結果,水晶体のトリプトファン残基由来のラマンシグナルが,他のアミノ酸残基と比較して著しく減少していることが明らかになった。主にシステイン残基が酸化されて重合することが原因で生じる老化による白内障とは,明らかに異なる機構で紫外線による白内障が進行していることを示していた。一方,南極昭和基地周辺で実施した,野生アデリーペンギンの眼の目視による調査では,眼に異常を来たしている個体を発見することは出来なった。ただし,ペンギン眼の分光学的な調査を実施しているわけではないので,分子レベルでの異常が眼に発生しているかどうかは未だに不明である。また,南極昭和基地周辺の紫外線強度の季節変動を連続的にモニターする目的で,昭和基地の環境科学棟に設置した分光装置の記録を日本に持ち帰って検討した。その結果,太陽光高度が等しい春と秋の紫外線強度が大きく異なり,春の強度が明らかに大きいことや,夏と比較してもB領域紫外線に限ってみると春の強度の方が大きいことも明らかになった。このように,本研究によって紫外線が眼に引き起こす白内障などの異常を分光学的手法によってある程度解明することが出来た。オゾンホールによる紫外線強度の増大による影響を今後も継続して調査することが望ましい。
研究结果总结:利用分子光谱技术研究了南极上空产生的臭氧空洞增加的B波段紫外线对动物眼睛角膜和晶状体的影响。 FT-IR测量表明,当用紫外线照射牛角膜时,根据照射时间Ta,角膜胶原的酰胺II红外波段的强度比酰胺I红外波段降低。这被解释为由于紫外线对胶原蛋白的主要成分脯氨酸残基造成损害的结果。还确认了在添加了维生素的牛眼样品中上述强度的降低得到了抑制。此外,对南极暴露在紫外线下的牛眼晶状体进行的近红外拉曼散射测量表明,与其他氨基酸残基相比,来自晶状体中色氨酸残基的拉曼信号显着降低。结果表明,紫外线引起的白内障的进展机制与衰老引起的白内障明显不同,主要是由半胱氨酸残基的氧化和聚合引起的。另一方面,对南极洲昭和站周围的野生阿德利企鹅的眼睛进行目视检查,没有发现任何个体有眼睛异常。然而,由于尚未对企鹅眼睛进行光谱研究,目前尚不清楚眼睛是否在分子水平上出现异常。此外,为了持续监测南极洲昭和站周围紫外线强度的季节变化,我们将安装在昭和站环境科学大楼内的分光装置的记录带回日本并进行了检查。由此可见,在太阳高度相同的春季和秋季,紫外线强度存在显着差异,并且春季的强度明显更大。还可以看出,与夏季相比,当限制在B区紫外线时,春天的强度变得更大。这样,通过这项研究,我们能够利用光谱技术在一定程度上阐明紫外线对眼睛造成的异常,例如白内障。需要继续研究臭氧空洞导致的紫外线强度增加的影响。

项目成果

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The Effect of Glucosyl-β-cyclodextrin on the Hydrogen-Deuterium Exchange Rate Constant of the Peptide bonds of Chicken Egg White Lysozyme in a D_2O Solution.
D_2O 溶液中葡萄糖基-β-环糊精对鸡蛋清溶菌酶肽键氢氘交换速率常数的影响。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Keisuke Yoshikiyo; Masatoshi Sugimoto; Yuji Aso; Tetsuya Takahashi; Yoshihisa Matsui;Tatsuyuki Yamamoto
  • 通讯作者:
    Tatsuyuki Yamamoto
Binding and Catalytic Properties of 2-O-and3-O-permethylated Cvclodextrins
2-O-和3-O-全甲基化环糊精的结合和催化性能
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T. Nagata; K. Yoshikiyo; Y. Matsui & T. Yamamoto
  • 通讯作者:
    Y. Matsui & T. Yamamoto
南極昭和基地の紫外線が生物の眼に及ぼす影響に関する分光学的研究
南极昭和站紫外线对生物眼睛影响的光谱研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    山本達之;高橋哲也;吉清恵介;村上直輝;古寺由樹;藤田耕樹;神田啓史;伊村智;工藤栄
  • 通讯作者:
    工藤栄
南極由来の動植物を分離源とした好冷性微生物の培養
以南极动植物为分离源培养嗜冷微生物
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    高橋哲也;麻生祐司;山本達之;大谷修司;近藤哲男;笠井稚子;神田啓史;伊村智;工藤栄
  • 通讯作者:
    工藤栄
リン酸及びチオリン酸エステルのアルカリ加水分解速度に及ぼすシクロデキストリン類の影響
环糊精对磷酸和硫代磷酸酯碱解速率的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    長田拓也; 山本健太; 吉清恵介; 松井佳久; 山本達之
  • 通讯作者:
    山本達之
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    08640554
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 2.72万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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