Elucidation of the pathophysiology of brain death-related lung injury and development of precaution and remedy -especially in relation to NPY and VEGF

• Project/Area Number: 15K10510
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Anesthesiology
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: NISHIWAKI Kimitoshi 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (10189326)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2015: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 神経原性肺水腫 / 細胞透過性 / 肺微小血管内皮細胞 / 気管支上皮細胞 / 神経ペプチドY / 脳死肺移植 / 神経ペプチドＹ / 神経原生肺水腫 / ヒト正常肺微小血管内皮細胞 / ヒト気管支上皮細胞株 / 肺動脈血管内皮細胞 / アドレナリン / 肺水腫 / イソフルラン / セボフルラン

Outline of Final Research Achievements

The aim of the present study was to clarify the action mechanism of neuropeptide Y (NPY), which was considered to be related to the cell permeability in neurogenic pulmonary edema (NPE), using two in vitro cell permeability evaluation systems of human normal lung microvascular endothelial cells (HMVEC-L) and human bronchial epithelial cell lines Calu-3.
NPY at the concentration of 1.0E-7 M did not affect cell permeability in both systems. However, the addition of macrophage medium treated with 1.0E-8 M NPY significantly increased the Calu-3 cell permeability. These results suggest that NPY did not act directly on both endothelial and epithelial cells, but could cause the increase in the lung epithelial cell permeability via macrophage stimulation in NPE pathophysiology.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

臓器移植医療において、たとえ脳死患者側が肺を提供臓器として了解していたとしても、肺障害のため移植手術に至らない場合が多い。その原因として、肺炎以外に脳浮腫・脳圧亢進による神経原生肺水腫の関与が報告されている。すでに研究代表者は、ラット肺水腫モデルを利用して、神経ペプチドY （NPY）の肺血管透過性亢進作用を見出している。この作用が、マクロファージを介して引き起こされるという本研究成果から、脳死後に誘発される肺障害の発生機序を明らかにできる可能性がある。さらに研究を発展させ、脳死患者の肺障害予防法・治療法を開発することで、より多くの脳死肺移植を可能とする。