血液線維素溶解系因子による虚血再灌流障害の制御機構の解明と臨床応用に向けて

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K08658
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 田代 良彦 昭和大学, 医学部, 助教 (20636245)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古泉 友丈 昭和大学, 医学部, 講師 (00384412) ; 榎並 延太 昭和大学, 医学部, 講師 (20334394) ; 青木 武士 昭和大学, 医学部, 准教授 (30317515) ; 村上 雅彦 昭和大学, 医学部, 教授 (70255727)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 線溶系 / MMP / 炎症性サイトカイン / 虚血再灌流障害

Outline of Annual Research Achievements

肝臓における虚血再灌流障害は、肝切除術、肝移植、出血性ショックなど、臨床上多くの場面で遭遇し、肝不全へ至ることも決して少なくない。虚血再灌流障害の発症には、炎症性細胞による様々な炎症性サイトカイン分泌が関与している。線維素溶解系（線溶系）は、炎症性サイトカイン分泌に関わっているが、虚血再灌流障害においては、その病態制御機構は明らかになっていないのが現状である。これまで、C57BL/6miceを用いて、麻酔後に肝十二指腸間膜をvesselclipで5分間クランプする虚血再灌流マウスモデルを作成し実験を行なった。線溶系に関しては、プラスミン生成の指標となるplasmin-a2-plasmininhibitorcomplete(PAP)の血中濃度を測定したところ、虚血再灌流マウスモデルでは明らかに上昇しており、線溶系の亢進を確認した。さらに線溶系に制御され、その下流にあるmatrixmetalloproteinase(MMP)が活性化されていることを確認した。このMMPの活性化によって制御されている炎症性サイトカインであるTumor Necrosis Factor-α(TNF-α)やInterloikin-6(IL-6)といった炎症性サイトカインの上昇も併せて確認できた。令和２年度は、MMPやPlasminogenの各種ノックアウトマウスの使用と新規プラスミン阻害剤の投与による再灌流障害の病態制御機構についてさらなる解明を行なっていく予定であったが、各種申請に時間を要してしまい、実際の実験には至らなかった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究では，虚血再灌流モデルマウスを作製することから始まり、それらに対して線維素溶解系（線溶系）因子群を制御することで、炎症性サイトカインおよびマトリックスメタロプロテイナーゼ（MMP）などの蛋白分解酵素の活性化調節を行い、最終的には虚血再灌流に対する新規治療法の開発までを目的としている。実際の研究としては、サイトカイン分泌、タンパク分解酵素の活性機構の上流にある線溶系因子に着目している。その病態解明のため、Plasminogen(Plg)，MMP-9遺伝子欠損マウス（Plg-/-,MMP-9-/-）及びその野生型マウス(Plg+/+,MMP-9+/+,Wild)を購入、または作成して、再灌流モデルマウスを作成予定である。そして、C57BL6/Jマウスの虚血再灌流モデルマウスを用いて，新規プラスミン阻害剤投与の投与を行い、溶媒（PBS）投与群と比較して、その効果判定を行う予定である。
現在、各種遺伝子欠損マウスの搬入と、新規プラスミン阻害剤の入手に難渋しており、入手手段を検討をしている。

Strategy for Future Research Activity

虚血再灌流モデルに対する新規プラスミン阻害剤(YO-2)の投与と各種遺伝子欠損マウスでのモデルマウス作成を行い、病態制御機構の解明を行う予定である。ただし、これらの入手や搬入が困難である場合には、阻害剤に関しては別の薬剤を代用することも検討する。申請者は、以前に線溶系因子であるPlasminogen activator inhibitor-1(PAI-1)の阻害剤を使用し、PAI-1が炎症性細胞浸潤動態に強く関わっていることを明らかにしており(Honjo K, Tashiro Y FASEB J. 2017)、PAI-1阻害剤による再灌流障害の制御機構を解明することも可能である。また、新規薬剤ではないが、実際にすでに臨床現場で用いられている抗プラスミン剤であるトラネキサム酸を使用することも可能である。計画に遅延が生じているため、各種検査項目の測定は外部委託できる部分は委託することも検討している。

Causes of Carryover

本年度は研究の実施がなく、支出は論文掲載のみであったため、当初の予定に比べて支出が少なく差額が生じた。翌年度には、現在やや遅れている研究の実施と、それに伴う各種消耗品が生じるため、支出が増加すると思われる。

Research Products

• [Journal Article] Triple-Methyl Blockade With Recombinant Methioninase, Cycloleucine, and Azacitidine Arrests a Pancreatic Cancer Patient-Derived Orthotopic Xenograft Model (2021)
  • Author(s): Sugisawa Norihiko、Yamamoto Jun、Han Qinghong、Tan Yuying、Tashiro Yoshihiko、Nishino Hiroto、Inubushi Sachiko、Hamada Kazuyuki、Kawaguchi Kei、Unno Michiaki、Bouvet Michael、Hoffman Robert M.
  • Journal Title: Pancreas Volume: 50 Pages: 93～98
  • DOI: 10.1097/MPA.0000000000001709
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intraoperative Shear Wave Elastography as a Quantitative Predictor of Pancreatic Fibrosis and Exocrine Function (2021)
  • Author(s): Wada Y, Aoki T, Fujimori A, Ohike N, Koizumi T, Kusano T, Matsuda K, Nogaki K, Tashiro Y, Hakozaki T, Shibata H, Tomioka K, Hirai T, Saito K, Yamazaki T, Murakami M.
  • Journal Title: Anticancer Res . Volume: 41 Pages: 1013-1019
  • DOI: 10.21873/anticanres.14856.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Experience of the pancreas duodenectomy for so-called carcinosarcoma of the common bile duct:a case report and review of literature (2021)
  • Author(s): Sasamoto S, Aoki T, Tashiro Y, Matsuda K, Koizumi T, Kusano T, Wada Y, Shibata H, Tomioka K, Yamashita T, Date H, Ariyoshi T, Goto S, Yamazaki K, Fujimori A, Watanabe M, Enami Y, Otsuka K, Norose T, Ohike N, Yamochi T, Takimoto M, Murakami M.
  • Journal Title: Int Cancer Conf J Volume: 10 Pages: 134-138
  • DOI: 10.1007/s13691-020-00462-y.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Oral Recombinant Methioninase Inhibits Diabetes Onset in Mice on a High-fat Diet (2020)
  • Author(s): Tashiro Y, Han Q, Tan Y, Sugisawa N, Yamamoto J, Nishino H, Inubushi S, Sun YU, Zhu G, Lim H, Aoki T, Murakami M, Bouvet M, Hoffman RM.
  • Journal Title: In Vivo Volume: 34 Pages: 973-978
  • DOI: 10.21873/invivo.11865.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Oral Recombinant Methioninase Prevents Nonalcoholic Fatty Liver Disease in Mice on a High Fat Diet (2020)
  • Author(s): Tashiro Y, Han Q, Tan Y, Sugisawa N, Yamamoto J, Nishino H, Inubushi S, Sun YU, Lim H, Aoki T, Murakami M, Takahashi Y, Bouvet M, Hoffman RM.
  • Journal Title: In Vivo Volume: 34 Pages: 979-984
  • DOI: 10.21873/invivo.11866.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Eribulin Regresses a Cisplatinum-resistant Rare-type Triple-negative Matrix-producing Breast Carcinoma Patient-derived Orthotopic Xenograft Mouse Model (2020)
  • Author(s): Yamamoto J, Murata T, Sugisawa N, Higuchi T, Tashiro Y, Nishino H, Inubushi S, Sun YU, Lim H, Miyake K, Shimoya K, Nomura T, Kurebayashi J, Tanino H, Hozumi C, Bouvet M, Singh SR, Endo I, Hoffman RM.
  • Journal Title: Anticancer Res . Volume: 40 Pages: 2475-2479
  • DOI: 10.21873/anticanres.14217.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A Single Low Dose of Eribulin Regressed a Highly Aggressive Triple-negative Breast Cancer in a Patient-derived Orthotopic Xenograft Model (2020)
  • Author(s): Lim HI, Yamamoto J, Inubushi S, Nishino H, Tashiro Y, Sugisawa N, Han Q, Sun YU, Choi HJ, Nam SJ, Kim MB, Lee JS, Hozumi C, Bouvet M, Singh SR, Hoffman RM
  • Journal Title: Anticancer Res Volume: 40 Pages: 2481-2485
  • DOI: 10.21873/anticanres.14218.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A Triple-negative Matrix-producing Breast Carcinoma Patient-derived Orthotopic Xenograft (PDOX) Mouse Model Is Sensitive to Bevacizumab and Vinorelbine, Regressed by Eribulin and Resistant to Olaparib (2020)
  • Author(s): Yamamoto J, Murata T, Tashiro Y, Higuchi T, Sugisawa N, Nishino H, Inubushi S, Sun YU, Lim H, Miyake K, Hongo A, Nomura T, Saitoh W, Moriya T, Tanino H, Hozumi C, Bouvet M, Singh SR, Endo I, Hoffman RM.
  • Journal Title: Anticancer Res. Volume: 40 Pages: 2509-2514
  • DOI: 10.21873/anticanres.14221.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Virtual reality with three-dimensional image guidance of individual patients' vessel anatomy in laparoscopic distal pancreatectomy (2020)
  • Author(s): Aoki T, Koizumi T, Mansour DA, Fujimori A, Kusano T, Matsuda K, Nogaki K, Tashiro Y, Hakozaki T, Wada Y, Shibata H, Tomioka K, Hirai T, Yamazaki T, Saito K, Enami Y, Koike R, Mitamura K, Yamada K, Watanabe M, Otsuka K, Murakami M.
  • Journal Title: Langenbecks Arch Surg Volume: 405 Pages: 2037-2041
  • DOI: 10.1007/s00423-020-01871-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Laparoscopic Treatment of a Hepatoduodenal Ligament Schwannoma With Infrared Indocyanine Green Fluorescence (2020)
  • Author(s): Tomioka K, Aoki T, Koizumi T, Elewa A, Kusano T, Matsuda K, Nogaki K, Tashiro Y, Wada Y, Hakozaki T, Shibata H, Hirai T, Yamazaki T, Saito K, Enami Y, Sugiura I, Nakajima Y, Arai J, Kajiwara A, Uozumi S, Shimozuma YU, Uchikoshi M, Sakaki M, Yoshida H, Miura S, Murakami M
  • Journal Title: In Vivo Volume: 34 Pages: 2037-2041
  • DOI: 10.21873/invivo.12004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pathological Validity of Using Near-infrared Fluorescence Imaging for Securing Surgical Margins During Liver Resection (2020)
  • Author(s): Tashiro Y, Aoki T, Hirai T, Koizumi T, Mansou DA, Kusano T, Matsuda K, Yamada K, Nogaki K, Hakozaki T, Wada Y, Shibata H, Tomioka K, Yamazaki T, Saito K, Fujimori A, Enami Y, Hoffman RM, Murakami M
  • Journal Title: Anticancer Res Volume: 40 Pages: 3873-3882
  • DOI: 10.21873/anticanres.14377
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Oral recombinant methioninase increases TRAIL receptor-2 expression to regress pancreatic cancer in combination with agonist tigatuzumab in an orthotopic mouse model (2020)
  • Author(s): Yamamoto J, Miyake K, Han Q, Tan Y, Inubushi S, Sugisawa N, Higuchi T, Tashiro Y, Nishino H, Homma Y, Matsuyama R, Chawla SP, Bouvet M, Singh SR, Endo I, Hoffman RM
  • Journal Title: Cancer Lett . Volume: 492 Pages: 174-184
  • DOI: 10.1016/j.canlet.2020.07.034.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Indocyanine Green Labels an Orthotopic Nude-Mouse Model of Very-Early Colon-Cancer Liver Metastases (2020)
  • Author(s): Tashiro Y, Hollandsworth HM, Nishino H, Yamamoto J, Amirfakhri S, Filemoni F, Sugisawa N, Aoki T, Murakami M, Hoffman RM, Bouvet M.
  • Journal Title: In Vivo Volume: 34 Pages: 2277-2280
  • DOI: 10.21873/invivo.12038.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] An Improved Encapsulation Method for Cryopreserving Hepatocytes for Functional Transplantation Using a Thermo-reversible Gelation Polymer (2020)
  • Author(s): Yamada K, Aoki T, Enami Y, Tashiro Y, Zehaou Z, Koizumi T, Kusano T, Matsuda K, Wada Y, Shibata H, Tomioka K, Siriratsivawong K, Hoffman RM, Murakami M.
  • Journal Title: In Vivo Volume: 34 Pages: 2309-2316
  • DOI: 10.21873/invivo.12043.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Gemcitabine Plus 5-Fluorouracil Combination Inhibits Gastric-Cancer Liver Metastasis in a PDOX Model: A Novel Treatment Strategy (2020)
  • Author(s): Sugisawa N, Nishino H, Higuchi T, Park JH, Yamamoto J, Tashiro Y, Kawaguchi K, Bouvet M, Unno M, Hoffman RM.
  • Journal Title: Anticancer Res Volume: 40 Pages: 5393-5397.
  • DOI: 10.21873/anticanres.14547.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Usefulness of a Transumbilical Incision for Organ Removal in Laparoscopic Hepatectomy (2020)
  • Author(s): Tomioka K, Aoki T, Matsuda K, Fujimori A, Koizumi T, Kusano T, Nogaki K, Tashiro Y, Wada Y, Hakozaki T, Shibata H, Hirai T, Yamazaki T, Saito K, Enami Y, Murakami M.
  • Journal Title: Anticancer Res . Volume: 40 Pages: 6545-6550
  • DOI: 10.21873/anticanres.14679.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Ischemia reperfusion-induced metastasis is resistant to PPARγ agonist pioglitazone in a murine model of colon cancer (2020)
  • Author(s): Tashiro Y, Nishino H, Higuchi T, Sugisawa N, Fukuda Y, Yamamoto J, Inubushi S, Aoki T, Murakami M, Singh SR, Bouvet M, Hoffman RM.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 10 Pages: 18565
  • DOI: 10.1038/s41598-020-75210-6
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Sutureless Surgical Orthotopic Implantation Technique of Primary and Metastatic Cancer in the Liver of Mouse Models (2020)
  • Author(s): Nishino H, Hollandsworth HM, Sugisawa N, Yamamoto J, Tashiro Y, Inubushi S, Hamada K, Sun YU, Lim H, Amirfakhri S, Filemoni F, Hoffman RM, Bouvet M.
  • Journal Title: In Vivo Volume: 34 Pages: 3153-3157
  • DOI: 10.21873/invivo.12149.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Ligation Method to Specifically Label a Liver Segment With Indocyanine Green in an Orthotopic Nude-Mouse Liver-Metastasis Model (2020)
  • Author(s): Nishino H, Hollandsworth HM, Tashiro Y, Yamamoto J, Amirfakhri S, Filemoni F, Sugisawa N, Hoffman RM, Bouvet M.
  • Journal Title: In Vivo Volume: 34 Pages: 3159-3162.
  • DOI: 10.21873/invivo.12150.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Response of Triple-negative Breast Cancer Liver Metastasis to Oral Recombinant Methioninase in a Patient-derived Orthotopic Xenograft (PDOX) Model (2020)
  • Author(s): Lim HI, Yamamoto J, Han Q, Sun YU, Nishino H, Tashiro Y, Sugisawa N, Tan Y, Choi HJ, Nam SJ, Bouvet M, Hoffman RM.
  • Journal Title: In Vivo Volume: 34 Pages: 3163-3169
  • DOI: 10.21873/invivo.12151.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A Non-invasive Imageable GFP-expressing Mouse Model of Orthotopic Human Bladder Cancer (2020)
  • Author(s): Sun YU, Nishino H, Zhao M, Miyake K, Sugisawa N, Yamamoto J, Tashiro Y, Inubushi S, Hamada K, Zhu G, Lim H, Hoffman RM.
  • Journal Title: In Vivo Volume: 34 Pages: 3225-3231
  • DOI: 10.21873/invivo.12158.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 教室での肝胆膵領域における救急疾患に対する腹腔鏡手術の経験 (2021)
  • Author(s): 田代良彦 青木 武士 古泉友丈 草野智一 松田和広 和田友佑 柴田英貴 斎藤和彦 大塚耕司 村上雅彦
  • Organizer: 第57回日本腹部救急医学会
• [Presentation] Intraoperative confocal-laser endomicroscopy in hepatobiliary-pancreatic surgery to identify malignant tissue in real-time (2020)
  • Author(s): Yoshihiko Tashiro, Takeshi Aoki, Tomotake Koizumi, Kazuhiko Saito, Tatsuya Yamazaki, Takahito Hirai, Kodai Tomioka, Yusuke Wada, Tomoki Hakozaki, Koji Nogaki, Kosuke Yamada, Kazuhiro Matsuda, Tomokazu Kusano, Akira Fujimori, Yuta Enami, Masahiko Murakami
  • Organizer: 第32回日本肝胆膵外科学会
• [Presentation] 超音波で同定困難であった肝腫瘍に対して ICG蛍光法が有用であった２症例 (2020)
  • Author(s): 田代良彦、青木武士、古泉友丈、 草野智一、松田和広、和田友祐、 柴田英貴、斉藤和彦、藤森 聰、 榎並延太、村上雅彦
  • Organizer: 第14回肝臓内視鏡外科研究会
• [Presentation] 共焦点レーザー内視鏡を用いた 肝胆膵悪性腫瘍の術中リアルタイム診断の可能性 (2020)
  • Author(s): 田代良彦、青木武士、古泉友丈、 草野智一、松田和広、和田友祐、 柴田英貴、斉藤和彦、村上雅彦
  • Organizer: 第3回蛍光ガイド下手術研究会
• [Presentation] 腹腔鏡下肝部分切除におけるICG蛍光法の有用性について (2020)
  • Author(s): 田代良彦、青木武士、古泉友丈、草野智一、松田和広、 山田宏輔、平井隆仁、冨岡幸大1、柴田英貴、箱崎智樹、 和田友祐、野垣航二、藤森聡、榎並延太、村上雅彦
  • Organizer: 第82回日本臨床外科学会