2020 Fiscal Year Research-status Report

肝移植と機械灌流法を応用した革新的な転移性肝癌に対する体外治療法の開発

Research Project

Project/Area Number	19K24020
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	藤好真人北海道大学, 医学研究院, 客員研究員 (90844720)
Project Period (FY)	2019-08-30 – 2022-03-31
Keywords	肝移植 / 機械灌流 / 体外臓器治療
Outline of Annual Research Achievements	2020年度は、2019年度に確立したラット無虚血肝移植モデルにおいて機械灌流プロトコールを門脈単独機械灌流から門脈・肝動脈機械灌流へと拡張するため、実験手技の変更を行った。門脈灌流のためのカニュレーションは十分な門脈灌流量を得るため、脾静脈を用いることとし、門脈吻合はグラフトの上腸間膜静脈とレシピエントの門脈を手縫いで吻合することとした。動脈灌流のためのカニュレーションには臨床術式と同様に胃十二指腸動脈を用い、吻合はステント法によりグラフトの総肝動脈とレシピエントの総肝動脈を吻合した。門脈・肝動脈機械灌流による無虚血肝移植モデルの術式を確立した後、このラットモデルに冷温酸素化機械灌流を導入したところレシピエントラットの良好な生存を得た。続いてこのラットモデルを常温機械灌流モデルにまで拡張するために、常温機械灌流に関する条件検討を行った。酸素化モジュールには小型の気液コンタクターを用い、灌流液の良好な酸素化を得た。灌流液中の酸素担体にはラット赤血球を用いた。この灌流システムを用いて灌流パラメータの条件検討を行うため、ラット肝臓の常温機械灌流実験を行った。ここで得られた灌流条件を用いた常温機械灌流を門脈・肝動脈灌流を組み込んだ無虚血肝移植モデルに導入したが、これまでにレシピエントラットの長期生存は得られておらず、現在、実際の無虚血肝移植モデルにおける常温機械灌流の条件検討によりレシピエントラットの安定した生存を目指している。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 2020年度はラット無虚血肝移植モデルを体外癌治療モデルとして使用するため、門脈および肝動脈両方からの常温機械灌流を用いたモデルへの拡張を行った。無虚血肝移植におけるグラフト内圧のコントロールは非常に難しく、常温機械灌流では冷温機械灌流より速い流速が必要となることから、技術的に非常に困難であるため実験モデルの確立に計画より長い時間を要している。また、2020年度は新型コロナ感染症対策により動物実験および基礎実験が制限されたため、研究を一時停止せざるを得なかった。上記の理由により2020年度の研究の進捗には大幅な遅延が生じた。そのため、2020年度分の研究費の一部を次年度使用する必要が生じた。
Strategy for Future Research Activity	2021年度は2020年度に引き続き、門脈・肝動脈を用いた常温機械灌流を組み込んだ無虚血肝移植のラットモデルの確立を行う。このラットモデルにおいてレシピエントラットの長期生存がまだ得られていない原因として、静脈アウトフローブロックによるグラフトの高度浮腫が考えられている。そのため、門脈圧および肝動脈圧のコントロールおよび静脈ドレナージ不良の防止のための実験手技の改良を行う。また、機械灌流にはペリスタルティックポンプを使用するため、赤血球の溶血によるグラフト傷害が原因となっている可能性もあるため、酸素担体としてヘモグロビン製剤の導入も検討している。上記モデルが確立された後に、そのモデル上で、グラフトに対し体外局所治療（切除、焼灼）および体外抗癌剤治療を行い、治療可能性を検討する。さらにドナー体内で肝臓に腫瘍細胞を移植した担癌ドナーから摘出した肝臓を用いることにより、治療効果を検討する。当研究における無虚血肝移植のラットモデルは、技術的難易度が高くこれまでに報告のないものであり、その確立に時間がかかっているが、現在ラットモデルの確立はトラブルシューティングの段階にあり、モデルの確立後の体外治療の導入は比較的時間がかからないことが予想されるため、2021年度中の当研究の完遂は可能であると考える。
Causes of Carryover	動物モデルの確立に当初の研究計画よりも時間を要していることと、新型コロナ感染症対策の影響により動物実験を制限する必要があったため、実験計画の進捗に遅延が生じたため、次年度使用額が生じた。 2021年度は前述のように門脈および肝動脈を用いた常温機械灌流を組み込んだ無虚血肝移植ラットモデルを確立し、そのモデル上で、体外臓器治療が可能であることを示し、その治療効果を評価する。