人工心肺中における脳梗塞の病態の解明：水素ガスによる二次性脳損傷予防

Research Project

Project/Area Number	21K08920
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 55050:Anesthesiology-related
Research Institution	Hamamatsu University School of Medicine
Principal Investigator	大橋雅彦浜松医科大学, 医学部, 特任研究員 (80817792)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	中島芳樹浜松医科大学, 医学部, 教授 (00252198) 川島信吾浜松医科大学, 医学部, 助教 (10467251) 加藤孝澄浜松医科大学, 医学部, 准教授 (80204478)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000) Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords	人工心肺 / 水素
Outline of Research at the Start	具体的に以下を明らかにする ①　CPB中の脳梗塞は二次性脳損傷によって増悪するか（脳梗塞範囲、脳浮腫の変化） ②　CPB中の水素ガス投与は二次性脳損傷を軽減し脳障害改善作用があるか。 ③　水素ガス投与はCPB中だけでなく、脳梗塞発生後でも効果があるか。
Outline of Annual Research Achievements	【背景】血管内皮グリコカリックス(Endothelial glycocalyx : EG)は血管内皮細胞の表面に存在し、血管保護や炎症反応の抑制などの働きを持つ。人工心肺(Cardiopulmonary Bypass : CPB)は全身炎症を惹起し、EGが障害されることが知られている。EGは炎症性サイトカイン(TNFαとIL-1β)及び活性酸素種(ROS)によって障害される。分子状水素はROSを選択的に除去し、抗酸化・抗炎症・EGの保護作用を持つことが報告されている。今回、分子状水素がCPBに伴うEGの障害を軽減するか検討した。【方法】28匹のラットを4群(4％ H2群、2%H2群、control群、sham群)に分け、90分間のCPBとその後120分間の経過観察を行った。H2群は分子状水素をCPB開始から人工呼吸器と人工肺から投与し、CPB終了後も60分間人工呼吸器から投与した。経過観察後、採血と灌流固定を行い、心臓、肺、脳のEGの厚さを電子顕微鏡像で測定した。【結果】4%H2群はcontrol群に比べてEGの障害を示すsyndecan-1の血清濃度が有意に低く、心臓と肺のEGは有意に厚かった。そして、TNFαとIL-1β及びROSを反映するMDAの血清濃度は有意に低くかった。一方、2%H2群はcontrol群に比べてsyndecan-1の血清濃度と心臓と肺のEGの厚さに有意差を認めず、TNFαとIL-1β及びMDAの血清濃度も有意差を認めなかった。また、脳のEGの厚さは4群間に有意差を認めなかった。【結語】4%分子状水素はCPBに対して抗酸化・抗炎症作用を示し、EGの障害を軽減した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 概ね順調にすすんでいる。人工心肺の回路が手に入りにくい状況がつづいているため、一時的に中断することも多々あり、遅れてしまうこともある。
Strategy for Future Research Activity	人工心肺の流量を変えたり、時間を変える、投与薬を変えるなどして臓器の保護効果を比較検討する。