生体内の一酸化炭素を高感度で定量することにより、CO中毒における循環ヘモグロビンの保護的役割が明らかになる

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一酸化炭素(CO)は、サイレントキラーとして知られるガス状分子である。血液中のカルボキシヘモグロビン(CO-Hb)の増加がCO中毒を定義する最良のバイオマーカーであると広く信じられているが、組織中のCO蓄積が死亡率の最も高い直接原因であるという事実はあまり調べられていない。組織中のCO含有量を正確に測定するには、ガスクロマトグラフィー以外に信頼性の高い方法はありません。本研究では、鉄(II)ポルフィリンとシクロデキストリンの二量体からなる合成超分子化合物であるhemoCD1を、生体試料中のCOを定量するための簡便な比色法のための試薬として開発し、その特性と利用法について報告する。本法は,通常の環境下およびCO曝露後にラットから採取した様々な臓器組織を用いて検証した。CO処理後の血中および組織中のCOの動態プロファイルから、組織へのCOの蓄積は循環しているHbによって阻止されることが示唆され、CO中毒におけるHbの保護的役割が明らかになった。さらに、HmoCD1をCO除去剤としてin vivoで使用したところ、HmoCD1がO2換気の補助剤として効果的に働き、脳を含む臓器に蓄積した残留COを除去できることがわかった。これらの知見は、CO中毒に伴う毒性を抑制するための新たな治療法の可能性を示すものである。

A 通常の状態。細胞内で継続的に産生される内因性COは、組織内に蓄積され、Hbに拡散して呼気される。B CO 吸入の初期段階。吸入したCOは赤血球内でCO-Hbを形成し、組織に拡散する。C CO 吸入時の定常状態。組織に蓄積されたCOは、細胞内のCOターゲットに対するHbの高いCO親和性に基づいて、徐々に赤血球のHbに移行する(詳細は表1および本文参照)。

Mao, Q., Kawaguchi, A.T., Mizobata, S. et al. Sensitive quantification of carbon monoxide in vivo reveals a protective role of circulating hemoglobin in CO intoxication. Commun Biol 4, 425 (2021). https://doi.org/10.1038/s42003-021-01880-1

Read also: https://cyclodextrinnews.com/2021/04/14/cd-derivative-for-sensitive-quantification-of-carbon-monoxide-in-vivo/

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