分離肝細胞を用いた体外循環型ハイブリッド人工肝臓の評価

1998 Fiscal Year Final Research Report Summary

• Project/Area Number: 08457298
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: General surgery
• Research Institution: Shiga University of Medical Science
• Principal Investigator: 小玉 正智 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (50079836)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 江口 豊 滋賀医科大学, 医学部, 講師 (00263054)
• Project Period (FY): 1996 – 1998
• Keywords: ハイブリッド人工肝臓 / 高密度灌流培養 / コラーゲンゲル / 肝細胞 / ホローファイバー型モジュール

Research Abstract

研究者らは、生命維持に必要な肝機能を代償し得るハイブリッド人工肝臓の実現のため、コラーゲンゲル包埋肝細胞をホローファイバーモジュールの中空糸外腔に充填することにより新しい肝細胞灌流培養法を開発、これを応用したハイブリッド人工肝臓を作製した。ラットでは全肝の約4%の肝実質細胞を有する人工肝モジュールにより急性虚血性肝不全モデルおよび薬剤性急性肝不全モデルに対し有効な肝補助効果を示した。ウサギでは全肝の約4%の肝実質細胞を有する人工肝モジュールによりウサギ全肝摘出モデルに対し有効な肝補助効果を示した。さらにモジュールを2本使用した場合では肝細胞は8%となり血液凝固機能の有意な改善がみられ、肝補助に使用する肝細胞数の増加とともに肝補助効果が増大することが示された。また、ブタ急性虚血性肝不全モデルでは、全肝の約7%のブタ肝実質細胞を有する人工肝補助システムにより生存時間が有意に延長し、血中アンモニア濃度の上昇が有意に抑制された。プロトロンビン時間では有意差を認めなかったが、出血傾向は人工肝補助により出現時期の遅延を認めた。さらにノーザンブロット法による人工肝モジュール内の肝細胞の解析では、人工肝モジュール内の肝細胞ではプラスミノーゲンアクチベーターインヒビター1(PAI-1)のmRNA発現を単層培養の肝細胞に比べ2倍程度強く認め、凝固線溶系への肝機能補助効果も示唆された。今後、生体への安全性について詳しく検討していく予定である。
肝再生不全時の肝細胞障害の一つである肝細胞のapoptosis誘導が注目されているが、そのメカニズムとしてTGF β-1と低酸素の関与を培養肝細胞を用いて証明した。人工肝治療により宿主血清TGF β-1値が低下するとの報告から、人工肝治療の作用機序として、肝細胞のapoptosis誘導を抑制する可能性が示唆され、今後さらに検討を重ねていく予定である。

Research Products

• [Publications] 小玉 正智 他6名: "コラーゲンゲル包埋肝細胞を用いた体外循環型ハイブリッド型人工肝臓の実現に向けての検討"薬理と臨床. 7・8. 215-219 (1997)
• [Publications] 小玉 正智 他7名: "コラーゲンゲル包埋ブタ肝細胞を用いた人工肝補助システムの検討"人工臓器. 28・1. 68-73 (1999)
• [Publications] Masashi Kodama 他3名: "Bioartificial liver support system using porcine hepatocytes entrapped in a three-dimensional hollow fiber module with collagen gel:an evaluation in the swine acute liver failure model"Artificial Organs. 23・9. 822-828 (1999)
• [Publications] 谷 徹 他1名: "人工肝臓 この一年の進歩"人工臓器. 28・5. 659-660 (1999)
• [Publications] Masashi Kodama 他4名: "Hypoxic conditions restore lost sensitivity to the growth inhibitory effect of transforming growth factor beta-1(TGF beta-1)on proliferating rat hepatocytes in vitro"LIFE SCIENCES. (2000)