2018 Fiscal Year Research-status Report
Protective effects of hepatocyte growth factor during ex vivo lung perfusion on ischemia-reperfusion injury in lung transplantation
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18K16416
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
中島 大輔 京都大学, 医学研究科, 特定助教 (50812286)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 体外肺灌流保存 / EVLP / 肺移植 / 心停止ドナー / 肝細胞増殖因子 / HGF |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【目的】肺移植では、未だドナー不足は非常に深刻な問題である。本研究では心停止ドナー肺の使用に注目する。心停止ドナー肺の使用には、虚血再灌流障害を予防しうるより優れた臓器保存による評価と治療が必要となる。体外肺灌流保存（Ex Vivo Lung Perfusion：EVLP）は、正常体温（37℃）下のより生理的環境に近い、すなわち換気と灌流が維持された状態で臓器を保存することにより、体外での移植前の肺機能評価を可能としている。さらに近年、EVLPがマージナルドナー肺の移植前治療のプラットフォームとして有効であることが動物実験にて証明されており、体外でのドナー肺のテーラーメイド治療に注目が集まっている。肝細胞増殖因子（hepatocyte growth factor：HGF）は抗アポトーシス作用、血管増生、抗炎症作用、免疫調節作用などを有する多機能性因子であり、虚血により障害を受けたドナー肺を移植前に修復する、もしくは移植後の虚血再灌流傷害を予防しうる最重要な因子になりうる。本研究は前臨床研究として、京都大学で既に確立しているラットやビーグル犬の心停止ドナー肺移植モデルとEVLP装置を用い、HGFの虚血再灌流障害に対する有効性を検討する。
【方法】実験はルイスラット雄300-400 gを使用し行っている。VFにて心停止を導入し、心停止90分後に両肺ブロックを摘出。以後、isolated rat lung perfusion modelを用い、60分間のEVLPを安定して施行できる設定を確認した。灌流液としてSTEEN solutionを用い、流量10-11 ml/min、chamber pressure -8, -4 cmH2O、respiratory rate 60/minの設定でEVLPを行なった。
【結果】上記の設定で、EVLP中の肺生理データはいずれも安定していた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前臨床研究として、京都大学で既に確立しているラットやビーグル犬の心停止ドナー肺移植モデルとEVLP装置を用い、HGFの虚血再灌流障害に対する有効性を検討が出来、安定したEVLP中の肺生理データが取得出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. ラット心停止ドナー肺に対する肝細胞増殖因子（HGF）の有効性の検討
心室細動にて心停止を導入し、120分間室温にて安置した後、ラットドナー肺を臓器保存液でフラッシュし摘出。その後、ラット肺体外灌流装置と灌流液にSteen solutionを用い、4時間のEVLP を行う。ラットドナー肺は、無治療群とHGFによる治療群（高投与量と低投与量）の3群に分ける（各群、n = 6）。治療群では、灌流液中に低量（50μg/kg）もしくは高量（500μg/kg）のrecombinant human HGFを投与する。投与量は私がトロント大学総合病院研究施設にて得たデータと、以前の参考文献をもとに設定している。その後、左肺をレシピエントのラットに移植し、2時間の再灌流評価を行う。
2. ビーグル犬心停止ドナー肺に対するHGFの有効性の検討
心停止３時間後、ビーグル犬ドナー肺を臓器保存液にてフラッシュし、心肺ブロックを摘出。ドナー肺を冷保存（4℃）10時間後に、無治療群（n = 3）もしくはHGFによる治療群（n = 3）の2群に無作為に分け、EVLPを４－６時間行う。治療群では、灌流液中にrecombinant human HGFを投与する。投与量は、上記の小動物実験にて得たデータをもとに決定する。EVLPは京都大学でも既に確立しているトロントプロトコールに従い行う。EVLP後、レシピエント犬に左片肺移植を行い、4時間の再潅流評価を行う。
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| Causes of Carryover |
動物実験費用を他研究と共同で行ったため、使用消耗品費の支出を押さえることが出来たため、次年度へ研究費を繰り越すことが出来た。
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