易傷害性肝グラフトの至適体外灌流法と非侵襲的グラフト機能評価法の開発

• Project/Area Number: 20H03737
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 55010:General surgery and pediatric surgery-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 嶋村 剛 北海道大学, 大学病院, 准教授 (00333617)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉森 博行 北海道大学, 保健科学研究院, 准教授 (20711899) ; 深井 原 北海道大学, 医学研究院, 特任講師 (60374344) ; 暮地本 宙己 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (60632841) ; 藤好 真人 北海道大学, 医学研究院, 客員研究員 (90844720) ; 木村 太一 北海道大学, 医学研究院, 客員研究員 (90435959)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000); Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2021: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2020: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
• Keywords: 肝移植 / 機械灌流 / 虚血再灌流障害 / 脂肪肝 / 心停止ドナー / 重水 / ミトコンドリア / 機能評価 / 虚血再灌流 / 臓器保存 / 臓器灌流 / 灌流

Outline of Research at the Start

脂肪肝、心停止肝などの易傷害性肝グラフトを用いた肝移植の術後成績を向上させるために、グラフト灌流(MP)法、コンディショニング法をラット肝臓で検討し、これらの処置により得られた肝組織、血液、灌流液、胆汁等の試料を用いて術後成績を予測する移植前グラフト機能評価法を確立することが目的である。独自に開発した灌流液とコンディショニング法の有効性を細胞レベルから小動物臓器灌流、移植のレベルまで
1) 新規保存・灌流液による肝冷保存(CS)後の機械灌流(MP)は術後成績を改善するか？
2) MP時のコンディショニングによってさらに成績が向上するか？
3) 移植前のグラフト機能評価により移植後の成績を予測できるか？

Outline of Annual Research Achievements

肝移植におけるドナー不足は未解決であり、心停止肝や脂肪肝の安全な利用が望まれる。本課題は、1) MPの至適条件、2) MP中の薬物性コンディショニングの効果を明らかにし、それらの試料解析により、3) 移植前グラフト機能評価法の確立を目指して検討した。
SHRSP5-Dmcr ratに高脂肪高コレステロール食を給餌し、脂肪肝を作成し、脂肪化の程度をMRIで評価する方法論を確立した。脂肪肝を新液で冷保存し、再灌流後の肝機能を評価したが、強い保護効果は得られなかった。ラット長時間冷保存肝、冷保存後の心停止肝では、各温度での機械灌流における至適pHを見出した。これらの易障害性肝グラフトに対する機械灌流中に水素ガスを投与すると、血管抵抗が速やかに減弱したが臓器機能の改善には至らなかった。しかし、末梢組織の構築は著明に改善され、肝表面から水素ガスを浸透させることが末梢循環を改善させる制御可能性が示唆された。
各温度で灌流した肝組織は、機械灌流終了時はもとより37℃再灌流後にもミトコンドリアクリステの構造が保たれていた。電子伝達系複合体Ⅰの機能障害で漏出するフラビンモノヌクレオチド (FMN) を低温酸素化灌流の灌流液でHPLC測定すると、灌流液FMN量の増加は再灌流後の胆汁産生障害、ALT漏出 (組織障害)を予測し得るマーカーであった。一方で、同じ蛍光波長で検出されるリボフラビン (RF)、フラビンアデニンジヌクレオチド (FAD) は障害の予測には適さず、HPLCで分離してから蛍光測定することが重要と考えられた。
タンパク質、メタボローム、レドックス・酸化ストレス、オスミウム浸軟SEM、LC-MS/MS (リピドミクス)などの解析条件を確立したので、各温度での機械灌流の至適pHで灌流した肝組織の採取を終え、順次解析を進めており、早期に論文化することを目指している。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The Phenolic Antioxidant 3,5-dihydroxy-4-methoxybenzyl Alcohol (DHMBA) Prevents Enterocyte Cell Death under Oxygen-Dissolving Cold Conditions through Polyphyletic Antioxidant Actions. (2021)
  • Author(s): Fukai M, Nakayabu T, Ohtani S, Shibata K, Shimada S, Sakamoto S, Fuda H, Furukawa T, Watanabe M, Hui SP, Chiba H, Shimamura T, Taketomi A.
  • Journal Title: J Clin Med. Volume: 10 Issue: 9 Pages: 1972-1988
  • DOI: 10.3390/jcm10091972
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Indications and waiting list priority for deceased donor liver transplantation in HIV/HCV co-infected hemophilic patients in Japan through contaminated blood product (2021)
  • Author(s): Eguchi S, Egawa H, Eguchi H, Uehira T, Endo T, Genda T, Shinoda M, Hasegawa K, Shimamura T, Tsukada K, Hara T, Nakao K, Yatsuhashi H, Yotsuyanagi H, Natsuda K, Soyama A, Hidaka M, Hara T, Takatsuki M.
  • Journal Title: Hepatol Res. Volume: 51(8) Issue: 8 Pages: 909-914
  • DOI: 10.1111/hepr.13686
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Multicenter study on the consciousness‐regaining effect of a newly developed artificial liver support system in acute liver failure: An on‐line continuous hemodiafiltration system (2020)
  • Author(s): Takikawa Yasuhiro、Kakisaka Keisuke、Suzuki Yuji、Ido Akio、Shimamura Tsuyoshi、Nishida Osamu、Oda Shigeto、Shimosegawa Tooru
  • Journal Title: Hepatology Research Volume: 51 Issue: 2 Pages: 216-226
  • DOI: 10.1111/hepr.13557
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Outcome of Living-Donor Liver Transplantation Using Grafts from Donors Treated for Fatty Liver (2020)
  • Author(s): Fujii Yuki、Kawamura Norio、Zaitsu Masaaki、Watanabe Masaaki、Goto Ryoichi、Kamiyama Toshiya、Taketomi Akinobu、Shimamura Tsuyoshi
  • Journal Title: Annals of Transplantation Volume: 25
  • DOI: 10.12659/aot.920677
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Multicenter Japanese Survey Assessing the Long-Term Outcomes of Liver Retransplantation using Living Donor Grafts (2020)
  • Author(s): Kuramitsu Kaori、Fukumoto Takumi、Egawa Hiroto、Ohdan Hideki、Umeshita Koji、Uemoto Shinji、Hibi Taizo、Kasahara Mureo、Yoshizumi Tomoharu、Mizuta Koichi、Shimamura Tsuyoshi、Furukawa Hiroyuki
  • Journal Title: Transplantation Volume: 104 Issue: 4 Pages: 754-761
  • DOI: 10.1097/tp.0000000000002958
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Imaging Mass Spectrometry Reveals the Changes in the Taurine Conjugates of Dihydroxycholanoic Acid During Hepatic Warm Ischemia and Reperfusion in a Rat Model (2020)
  • Author(s): Shibata Kengo, Hayasaka Takahiro, Hashimoto Satsuki, Umemoto Kohei, Ishikawa Takahisa, Sakamoto Sodai, Kato Koichi, Shimada Shingo, Kawamura Norio, Wakayama Kenji, Kobayashi Nozomi, Hama Yuka, Fukai Moto, Shimamura Tsuyoshi, Taketomi Akinobu
  • Journal Title: Transplantation Proceedings Volume: 52 Issue: 6 Pages: 1880-1883
  • DOI: 10.1016/j.transproceed.2020.01.169
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel immunological approach to asses donor reactivity of transplant recipients using a humanized mouse model (2020)
  • Author(s): Fukasaku Yasutomo、Goto Ryoichi、Ganchiku Yoshikazu、Emoto Shin、Zaitsu Masaaki、Watanabe Masaaki、Kawamura Norio、Fukai Moto、Shimamura Tsuyoshi、Taketomi Akinobu
  • Journal Title: Human Immunology Volume: 81 Issue: 7 Pages: 342-353
  • DOI: 10.1016/j.humimm.2020.04.007
  • NAID: 120007099140
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] De novo hepatocellular carcinoma developing in the living donor liver grafts: A Japanese multicenter experience (2020)
  • Author(s): Goto R, Kosai-Fujimoto Y, Yagi S, Kobayashi T, Akamatsu N, Shimamura T, Imura S, Ogiso S, Mizuno S, Takatsuki M, Fukuhara T, Kanto T, Eguchi S, Yanaga K, Ogura Y, Fukumoto T, Shimada M, Hasegawa K, Ohdan H, Uemoto S, Soejima Y, Ikegami T, Yoshizumi T, Taketomi A, Maehara Y
  • Journal Title: Hepatol Res Volume: 50 Issue: 12 Pages: 1365-1374
  • DOI: 10.1111/hepr.13565
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ＨＣＣに対する肝移植の新展開 (2020)
  • Author(s): 嶋村剛、後藤了一、藤好真人、渡辺正明、川村典生
  • Journal Title: 臨床外科 Volume: 75 Pages: 1029-1035
• [Journal Article] 最新の肝癌外科治療「移植」 (2020)
  • Author(s): 嶋村 剛、藤好真人、巖築慶一、後藤了一、川村典生、渡辺正明
  • Journal Title: 消化器外科 Volume: 43 Pages: 1679-1690
• [Presentation] Lysophosphatidylinositol (16:0) as a possible cause of ischemia reperfusion injury. (2022)
  • Author(s): Shibata K, Hayasaka T, Hashimoto S, Umemoto K, Ishikawa T, Sakamoto S, Kato K, Shimada S, Kawamura N, Wakayama K, Kobayashi N, Hama Y, Fukai M, Shimamura T, and Taketomi A.
  • Organizer: Transplantation Science Symposium Asian Regional Meeting 2022, Kyoto, 26 Sep. 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 14-3-3 zeta enhanced survival signals in renal tubular cells subjected to simulating hypothermic perfusion. (2022)
  • Author(s): Fukai M, Shibata K, Sakamoto S, Fujiyoshi M, Fujiyoshi S, Nakamura K, Ishikawa T, Kawamura N, Zin MKN, Bochimoto H, Shimamura T, Taketomi A.
  • Organizer: Transplantation Science Symposium Asian Regional Meeting 2022, Kyoto, 26 Sep. 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Important components of D2O containing solution for liver cold storage using an isolated perfused rat liver (IPRL) (2022)
  • Author(s): Fukai M, Shibata K, Sakamoto S, Fujiyoshi M, Fujiyoshi S, Nakamura K, Ishikawa T, Kawamura N, Zin MKN, Bochimoto H, Shimamura T, Taketomi A.
  • Organizer: Transplantation Science Symposium Asian Regional Meeting 2022, Kyoto, 26 Sep. 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Cold storage in D2O containing solution and post-reperfusion H2 gas treatment reduced rat liver damage: An IPRL study. (2022)
  • Author(s): Fukai M, Shibata K, Sakamoto S, Fujiyoshi M, Fujiyoshi S, Nakamura K, Ishikawa T, Kawamura N, Zin MKN, Bochimoto H, Shimamura T, Taketomi A.
  • Organizer: Transplantation Science Symposium Asian Regional Meeting 2022, Kyoto, 26 Sep. 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Hypothermic machine perfusion with H2 gas reduced focal injury in DCD rat liver but failed to restore organ function. (2022)
  • Author(s): Fukai M, Shibata K, Sakamoto S, Fujiyoshi M, Fujiyoshi S, Nakamura K, Ishikawa T, Kawamura N, Zin MKN, Bochimoto H, Shimamura T, Taketomi A.
  • Organizer: Transplantation Science Symposium Asian Regional Meeting 2022, Kyoto, 26 Sep. 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Rapid and reliable steatosis rat model (SHRSP5-Dmcr) for cold storage experiments: A preliminary study. (2022)
  • Author(s): Fukai M, Shibata K, Sakamoto S, Fujiyoshi M, Fujiyoshi S, Nakamura K, Takahisa Ishikawa, Kawamura N, Zin MKN, Bochimoto H, Shimamura T, Taketomi A.
  • Organizer: Transplantation Science Symposium Asian Regional Meeting 2022, Kyoto, 26 Sep. 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 新規抗酸化物質 3,5-dihydroxy-4-methoxybenzyl alcohol（DHMBA）は心筋細胞の冷保存傷害を軽減する (2022)
  • Author(s): 深井原、中薮拓哉、大谷晋太郎、柴田賢吾、千葉仁志、惠淑萍、坂本聡大、若山顕治、川村典生、後藤了一、渡辺正明、嶋村剛、武冨紹信
  • Organizer: 第122回日本外科学会 2022.4.16 (SF-109-8 口演) Hybrid開催 Web 発表
• [Presentation] 肝細胞癌における間質Versican の発現と予後に関する検討 (2022)
  • Author(s): 加藤紘一、深井原、梅本浩平、鈴木崇史、長津明久、島田慎吾、柿坂達彦、折茂達也、蒲池浩文、神山俊哉、武冨紹信
  • Organizer: 第121回日本外科学会 2021.4.8 hybrid開催
• [Presentation] 心停止肝に対する低温機械灌流の至適pHの検討 (2022)
  • Author(s): 坂本聡大, 柴田賢吾, 石川隆壽, 島田慎吾, 川村典生, 若山顕治, 藤好真人, 渡辺正明, 後藤了一, 巌築慶一, 加藤紘一, 嶋村剛，深井原, 武冨紹信
  • Organizer: 第122回日本外科学会 2022.4.14 (SF-29-6 口演) Hybrid開催 Web 発表
• [Presentation] アロ感作マウスを用いた異所性アロ心移植に対する抗CD3(Fab'）2の効果の検討 (2022)
  • Author(s): 太田拓児、後藤了一、原田拓弥、Agustina Forgioni、巖築慶一、川村典生、渡辺正明、深井原、嶋村剛、武冨紹信
  • Organizer: 第122回日本外科学会定期学術集会（熊本）Hybrid開催 Web 発表 口演 2022.4.14-16
• [Presentation] マウスにおける抗CD80/86抗体で誘導した抑制性T細胞の検討 (2022)
  • Author(s): 原田拓弥、後藤了一、Agustina Forgioni、太田拓児、巖築慶一、渡辺正明、川村典生、深井 原、内田浩一郎、嶋村 剛、武冨紹信
  • Organizer: 第122回日本外科学会定期学術集会（熊本）Hybrid開催 Web 発表 口演 2022.4.14-16
• [Presentation] 新規抗酸化物質 3,5-dihydroxy-4-methoxybenzyl alcohol（DHMBA）は小腸上皮 細胞の冷保存傷害を軽減する (2021)
  • Author(s): 深井原、柴田賢吾、坂本聡大、島田慎吾、加藤紘一 、藤好真人 、若山顕治、石川隆壽、川村典生、嶋村剛、武冨紹信
  • Organizer: 第121回日本外科学会定期学術集会 hybrid開催
• [Presentation] 心停止ドナー肝に対する機械灌流における水素ガスの有効性の検討 (2021)
  • Author(s): 坂本聡大、深井原、柴田賢吾、島田慎吾、加藤紘一 、藤好真人 、若山顕治、石川隆壽、川村典生、嶋村剛、武冨紹信
  • Organizer: 第121回日本外科学会定期学術集会 hybrid開催
• [Presentation] 脂肪肝の温阻血再灌流傷害に伴うリゾフォスファチジルイノシトールの変動と局在変化 イメージング質量分析による網羅的解析 (2021)
  • Author(s): 柴田 賢吾, 橋本 咲月, 早坂 孝宏, 深井 原, 島田 慎吾, 三野 和宏, 嶋村 剛, 武冨 紹信
  • Organizer: 第63回日本消化器病学会定期学術集会
• [Presentation] 臓器提供推進委員会企画「医療者の意思表示率の実際と促進策」 (2020)
  • Author(s): 嶋村剛
  • Organizer: 第56回日本移植学会オンライン総会
  • Invited
• [Presentation] 肝細胞癌治療における肝移植の役割：Japan criteria導入後に予想される変化 (2020)
  • Author(s): 嶋村剛、藤好真人、赤松延久
  • Organizer: 第38回日本肝移植学会学術集会、シンポジウム
• [Presentation] 肝癌に対する拡大適応基準（Japan criteria）について (基調講演) (2020)
  • Author(s): 嶋村剛
  • Organizer: 第56回日本肝癌研究会、ワークショップ2
  • Invited
• [Presentation] 生体肝移植ドナーの長期経過後の脂肪肝リスクの検討 (2020)
  • Author(s): 後藤了一、嶋村剛、川村典生、渡辺正明、巖築慶一、渋谷一陽、神山俊哉、武冨紹信
  • Organizer: 第56回日本移植学会オンライン総会
• [Presentation] 生体肝移植ドナーの術後脂肪肝リスクの検討 (2020)
  • Author(s): 後藤了一、巖築慶一、川村典生、渡辺正明、長津明久、神山俊哉、嶋村剛、武冨紹信
  • Organizer: 第38回日本肝移植学会学術集会