| Project/Area Number |
22K08757
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 55010:General surgery and pediatric surgery-related
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
山田 和歌 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (20457659)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
家入 里志 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (00363359)
松久保 眞 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (00528036)
大西 峻 鹿児島大学, 医歯学域鹿児島大学病院, 助教 (10614638)
矢野 圭輔 鹿児島大学, 鹿児島大学病院, 特任助教 (30757919)
村上 雅一 鹿児島大学, 鹿児島大学病院, 特任助教 (40825361)
加治 建 久留米大学, 医学部, 教授 (50315420)
杉田 光士郎 鹿児島大学, 鹿児島大学病院, 特任助教 (50781514)
武藤 充 鹿児島大学, 医歯学域鹿児島大学病院, 講師 (70404522)
春松 敏夫 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (70614642)
山田 耕嗣 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (80528042)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 短腸症候群 / 腸管順応 / 大量腸管切除 / 完全静脈栄養 / Glucagon-like peptide-2 / ghrelin / 肝細胞増殖因子 / GLP-2 / HGF |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では大量腸管切除+TPNモデルラットにおけるHGFの腸管順応作用を明らかにする。その結果を元に、GLP-2/ghrelin/HGFによる腸管順応の相互作用を明らかにし、病期に応じた効率的投与順や組み合わせ評価し、相乗効果によるステップアップあるいはカクテル療法を確立し、より効果的で、種々の病態に応じた残存腸管順応を導き出したいと考えている。
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| Outline of Annual Research Achievements |
当施設では短腸症候群における腸管粘膜萎縮の機序や腸管順応に関して、ラットを用いた動物モデルの研究を長年行ってきた。我々が行っている大量腸管切除+完全経静脈栄養管理（TPN:total parenteral nutrition）モデルラットを用いた研究は、臨床における短腸症候群+TPNの病態を反映した動物モデルであり、長年の研究により実験手技や周術期管理などが確立している。
これまでの成果として腸管順応に関わる消化管ホルモンとしてGlucagon-like peptide-2(GLP-2)に関する研究に携わり、tedgltideの小児短腸症候群における臨床治験にも参加している。また、成長ホルモン分泌促進ペプチドであるghrelinが、長期絶食動物モデルにおいて腸管粘膜萎縮に対して予防効果があることを報告してきた。さらに大量腸管切除＋TPNモデルにおいてghrelinの残存腸管順応促進作用を示唆する結果を報告し、GLP-2との併用によるより効果的な腸管順応への促進を示唆するデータを得ている。
ステップアップとして細胞の増殖促進作用をもつ肝細胞増殖因子（Hepatocyte Growth Factor,HGF)に着目し研究を進めている。長期絶食+TPNラットモデルにおける腸管粘膜萎縮に関するHGFの効果を検討し、HGFの腸管粘膜修復への関わりが示唆される結果を得た。同時に、完全静脈栄養によって発症する中心静脈脈栄養関連性肝障害（parental nutrition-associated liver disease：PNALD）も完全静脈栄養管理下では致死的な合併症であるため、肝細胞増殖因子であるHGFの投与がPNALDの軽減につながるかに関して追加検討することとした。PNALDへのHGFの効果判定を行い、さらに短腸症候群におけるHGFの効果に関する研究に着手している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
これまでGLP-2、ghrelin、さらにHGFの投与が長期絶食+TPNによって引き起こされる腸管粘膜萎縮に予防的効果があることを明らかにしてきた。新たな研究課題として中心静脈脈栄養関連性肝障害（parental nutrition-associated liver disease：PNALD）に着目した。PNALDは、臨床において生命予後に関わる。肝細胞増殖因子であるHGFの投与により完全静脈栄養によって引き起こされる肝障害に差異があるかを検証した。長期絶食+TPNラットモデルにおけるHGFの肝障害に関する効果を判定するため、肝臓障害に関する生理学的評価、生化学的評価、炎症性サイトカインなどの組織学的項目を追加し研究を行った。
具体的には7週齢の雄性SDラットに全身麻酔下に中心静脈カテーテルを留置し経静脈栄養ルートを確保する。を使用し、ヒトの約半年に相当する7日間をモデルラットの長期絶食期間として設定し、自由食餌群、HGF非投与群、低容量HGF投与群、高容量HGF投与群の4群に分け、それぞれの生理学的評価、生化学的評価、組織学的評価(NAFLD activity score)、肝組織中脂質定量、Real-time qPCRを行った。NAFLD activity scoreにおいてHGF投与の２群はTPN群に比べ有意にlow scoreであった。肝組織内のトリグリセリド貯留量はHGFの２群がTPN群に比べ有意に減少していた。また、アポトーシス促進因子であるカスパーゼ9はHGF投与の2群がTPN群と比較し有意に発現が抑制されていた。以上より、HGF投与によりTPNによる脂肪肝が抑制されることが示唆された。
これらを踏まえ、短腸症候群に近いラットモデル作成を行い、術後の腸管順応におけるHGFの作用に関する研究に着手している。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究で長期絶食+TPNラットモデルにおける腸管粘膜萎縮に関して、HGFが空腸の絨毛高、陰窩細胞増殖に関して効果的であるという結果が得られ、さらにPNALDに関してもNAFLD activity scoreの低下やカスパーゼ９の発現抑制などHGFが効果的であるという結果が得られた。これらの結果を踏まえ、臨床で遭遇する短腸症候群に近いラットモデル作成に着手し、術後の腸管順応や腸管不全関連肝障害(Intestinal Failure-associated liver disease:IFALD)におけるHGFの作用を評価する。具体的には大量腸管切除モデルとして80％短腸ラットモデルを作成する。8週齢のSDラットの小腸長は約90ｃｍであるため、麻酔下にトライツ靭帯より5cm肛側～回腸末端より5cm口側の小腸を切除後腸管吻合し、80％大量腸管切除モデルとする。同時に中心静脈カテーテルを留置し経静脈栄養ルートを確保し、術後7日間の絶食TPN管理を行う。大量腸管切除モデルはHGF非投与群、低容量HGF投与群、高容量HGF投与群の３群に分け、それぞれの生理学的評価、生化学的評価、腸管の形態学的評価、免疫染色を含めた組織学的評価を行い腸管順応に関する評価、さらには肝臓の組織学的評価(NAFLD activity score)、肝組織中脂質定量、Real-time qPCRなどを行い、腸管不全関連肝障害に関する効果の評価を行う。大量腸管切除モデルにおけるHGFの効果判定を行ったのち、GLP-2やghrelinとの相互作用を評価するためにこれらの消化管ホルモンの投与時期や投与量が異なる大量腸管切除モデルを作成し、腸管順応と腸管不全関連肝障害への相互作用を検討する予定である。
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