血管内皮細胞機能の補完は腸管虚血の予後を改善するか：新規マウス虚血モデルでの検討

• Project/Area Number: 21K09023
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 55060:Emergency medicine-related
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: 林 美鈴 琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 客員研究員 (60870087)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神里 興太 琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10554454) ; 渕上 竜也 琉球大学, 病院, 講師 (10381211) ; 垣花 学 琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20274897)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 腸管虚血再灌流障害 / 一酸化窒素 / 糖尿病 / 血管内皮 / 腸管虚血

Outline of Research at the Start

腸管虚血再灌流障害は、重篤な二次的全身性炎症反応を伴い、死亡率は50-70%と非常に高い。最近我々が開発したマウスの腸管虚血・再灌流モデルを用い、血管内皮細胞機能低下のある肥満・糖尿病モデルマウスでは野生型マウスよりも短時間の虚血再灌流で生存率が低下することを確認した。近年、血管内皮細胞に由来する一酸化窒素(NO)の代謝産物である亜硝酸塩には主要臓器の虚血再灌流障害を軽減する作用が認められている。本研究は「腸管虚血・再灌流障害における血管内皮細胞機能の関与と血管内皮細胞機能が低下していると考えられる肥満・糖尿病マウスを用いてNOドナーである亜硝酸塩の効果について検証すること」を目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

マウス腸管虚血再灌流障害を野生型及び肥満・糖尿病型マウスにおいて作成し、肥満・糖尿病型マウスが術後48時間の死亡率75%をきたす虚血時間での虚血再灌流をおこなった。再灌流後４時間で採取した小腸組織を用いて組織学的評価をおこなった。小腸粘膜スコアは腸管虚血群とsham手術群の間で有意差を認めたが、肥満・糖尿病型マウス及び野生型マウスの比較では、小腸粘膜損傷スコアは、有意差を認めなかった。小腸組織および、腸管虚血再灌流障害の重症度に関連するとされる肺障害・肝障害について、分子生物学的検討（ウエスタンブロット法、PCR法）を実施した。腸管血流量低下に関係すると思われるNO合成酵素や炎症性サイトカインの発現量をターゲットとして小腸組織に関して検討を行ったが、有意な差を認めなかった。虚血臓器にある小腸は、再灌流４時間後の組織学的・分子生物学的検討のいずれにおいても、肥満・糖尿病型と野生型の間で差は見られない、という結果を得た。遠隔臓器である肺・肝について先行研究の結果を参考に炎症性サイトカインの発現量の差を検討したが、有意な差を認めなかった。いずれの組織においてもサンプル採取時間が適切でない可能性があり、また、小腸組織に関しては、障害粘膜上皮が管腔内に剥脱し採取サンプル内に残存していない可能性も考えられた。サンプル採取時期・手法の変更を検討中である。
前年度、亜硝酸ナトリウム水溶液飲水による生存率改善をN=6で検討したが、腸管虚血再灌流障害について検討した先行研究ではN=20-30に設定して検討したものが多い。死亡率が低下する傾向を示した亜硝酸ナトリウム水溶液濃度についてマウスのNを増やし再検討したが、再度、有意差を認めなかった。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

肥満・糖尿病マウスにおいては、いわゆる代謝症候群が全身の動脈硬化性病変・血管内皮機能不全を引き起こすことで腸管虚血再灌流障害の重症化が起こるという仮説を当初立てた。虚血臓器である小腸局所の重症化は組織学的には認めなかった。腸管虚血再灌流障害の重症化要因は小腸局所の因子ではなく、全身性疾患であることが示唆された。遠隔臓器の障害について分子生物学的に検討した。計画通りに研究は進捗しているが、重症化に大きく関わる因子を見出せていない。

Strategy for Future Research Activity

肥満・糖尿病マウスにおいては、いわゆる代謝症候群が全身の動脈硬化性病変・血管内皮機能不全を引き起こすことで腸管虚血再灌流障害の重症化が起こるという仮説を当初立てた。虚血臓器である小腸局所の重症化は組織学的・分子生物学的に認めなかった。再灌流後４時間で採取したサンプルからは、腸管虚血再灌流障害の重症化要因は小腸局所の因子ではなく、全身性疾患であることが示唆された。そこで遠隔臓器の障害について分子生物学的に検討したが、重症化に大きく関わる因子を見出せていない。今後の検討方針として、サンプルの採取方法・採取タイミングの再検討が必要であると思われる。