易傷害性肝グラフトの至適体外灌流法と非侵襲的グラフト機能評価法の開発
| Project/Area Number |
20H03737
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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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 | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
嶋村 剛 北海道大学, 大学病院, 准教授 (00333617)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉森 博行 北海道大学, 保健科学研究院, 准教授 (20711899)
深井 原 北海道大学, 医学研究院, 特任講師 (60374344)
暮地本 宙己 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (60632841)
藤好 真人 北海道大学, 医学研究院, 客員研究員 (90844720)
木村 太一 北海道大学, 医学研究院, 客員研究員 (90435959)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2020: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
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| Keywords | 肝移植 / 機械灌流 / 脂肪肝 / 虚血再灌流 / 虚血再灌流障害 / 心停止ドナー / 重水 / ミトコンドリア / 機能評価 / 臓器保存 / 臓器灌流 / 灌流 |
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| Outline of Research at the Start |
脂肪肝、心停止肝などの易傷害性肝グラフトを用いた肝移植の術後成績を向上させるために、グラフト灌流(MP)法、コンディショニング法をラット肝臓で検討し、これらの処置により得られた肝組織、血液、灌流液、胆汁等の試料を用いて術後成績を予測する移植前グラフト機能評価法を確立することが目的である。独自に開発した灌流液とコンディショニング法の有効性を細胞レベルから小動物臓器灌流、移植のレベルまで
1) 新規保存・灌流液による肝冷保存(CS)後の機械灌流(MP)は術後成績を改善するか？
2) MP時のコンディショニングによってさらに成績が向上するか？
3) 移植前のグラフト機能評価により移植後の成績を予測できるか？
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| Outline of Annual Research Achievements |
肝移植におけるドナー不足は未解決であり、心停止肝や脂肪肝の安全な利用が望まれる。本課題は、1) MPの至適条件、2) MP中の薬物性コンディショニングの効果を明らかにし、それらの試料解析により、3) 移植前グラフト機能評価法の確立を目指して検討した。
SHRSP5-Dmcr ratに高脂肪高コレステロール食を給餌し、脂肪肝を作成し、脂肪化の程度をMRIで評価する方法論を確立した。脂肪肝を新液で冷保存し、再灌流後の肝機能を評価したが、強い保護効果の提示には至らなかった。ラット長時間冷保存肝、心停止肝の３時間冷保存をpH調整UW-MP液で機械灌流し、各温度での至適pHを見出した (data非開示)。また、これらの易障害性肝グラフトに対する機械灌流中の水素ガス投与は血管抵抗を減弱したが、臓器機能の改善には至らなかった。しかし、末梢循環改善によって末梢組織の構築は著明に改善された。肝表面から水素ガスを浸透させることで末梢循環を制御できる可能性が示唆された。
各温度で灌流した肝組織は、機械灌流終了時はもとより、37℃再灌流後にもミトコンドリアのクリステの構造が保たれていた。また、電子伝達系複合体Ⅰの機能障害で漏出するフラビンモノヌクレオチド (FMN) を低温酸素化灌流の灌流液でHPLC測定すると、FMN量が再灌流後の胆汁産生量、ALT漏出などを予測し得るマーカーであったが、同じ蛍光波長で検出されるリボフラビン (RF)、フラビンアデニンジヌクレオチド (FAD) は障害の予測には適さず、HPLCで分離してから蛍光測定することが重要と考えられた。
タンパク質、メタボローム、レドックス・酸化ストレス、オスミウム浸軟SEM、LC-MS/MS (リピドミクス)などの解析条件を確立したので、各温度での機械灌流の至適pHで灌流した肝組織の採取を終え、順次解析を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
各温度における肝機械灌流の至適pH、至適灌流量、等の単離肝灌流によるスクリーニング、試料採取はおおむね順調に進み、各種の解析方法の確立も順調である。一方で、薬剤によるコンディショニング、肝移植による生存の確認などの臨床外科的なエンドポイントを得るためのモデル作成は遅れている。研究分担者藤好自身がモデルを作成するか、協力者の学生を指導する予定であったが、動物実験施設への立ち入り制限や、COVID19流行に伴う本務の激化によって進捗が遅れたものである。一方で、オスミウム浸軟走査電子顕微鏡観察、フラビンモノヌクレオチド (FMN) 、リボフラビン (RF)、フラビンアデニンジヌクレオチド (FAD) のHPC解析、タンパク質、メタボローム、レドックス・酸化ストレス、LC-MS/MS (リピドミクス)などの解析条件の確立は予定通りに進捗した。
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| Strategy for Future Research Activity |
各温度での機械灌流の至適pHで灌流、あるいは、これらのpH条件を内包する新規灌流液を用いた灌流を実施し、単離肝灌流による有効性のスクリーニングを引き続き実施する。採取した肝組織を順次解析する。また、ラット肝移植モデルを担当する学外研究分担者の状況を注視し、自身でモデル作成が困難なようであれば、協力者の大学院生を増やし、技術指導して当初目的の達成を目指す。試料分析はLC-MS/MSによるlipidomics解析、質量分析イメージングによる脂質と小分子 (エネルギー代謝産物や小ペプチド) から着手し、次にLC-MS/MSによるプロテオミクス解析を行う。これらのマルチオミクス解析により、脂質や小分子の量的変化を担うタンパク質の反応機構を絞り込む。さらに、それらのタンパク質が如何にエネルギー代謝、生存・死シグナル、酸化ストレス、ミトコンドリア機能などの調節に関わるのかを紐解いていく予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(18 results)
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[Journal Article] The Phenolic Antioxidant 3,5-dihydroxy-4-methoxybenzyl Alcohol (DHMBA) Prevents Enterocyte Cell Death under Oxygen-Dissolving Cold Conditions through Polyphyletic Antioxidant Actions.2021
Author(s)
Fukai M, Nakayabu T, Ohtani S, Shibata K, Shimada S, Sakamoto S, Fuda H, Furukawa T, Watanabe M, Hui SP, Chiba H, Shimamura T, Taketomi A.
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Journal Title
J Clin Med.
Volume: 10
Issue: 9
Pages: 1972-1988
DOI
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Peer Reviewed
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[Journal Article] Indications and waiting list priority for deceased donor liver transplantation in HIV/HCV co-infected hemophilic patients in Japan through contaminated blood product2021
Author(s)
Eguchi S, Egawa H, Eguchi H, Uehira T, Endo T, Genda T, Shinoda M, Hasegawa K, Shimamura T, Tsukada K, Hara T, Nakao K, Yatsuhashi H, Yotsuyanagi H, Natsuda K, Soyama A, Hidaka M, Hara T, Takatsuki M.
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Journal Title
Hepatol Res.
Volume: 51(8)
Issue: 8
Pages: 909-914
DOI
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Peer Reviewed
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[Journal Article] Imaging Mass Spectrometry Reveals the Changes in the Taurine Conjugates of Dihydroxycholanoic Acid During Hepatic Warm Ischemia and Reperfusion in a Rat Model2020
Author(s)
Shibata Kengo, Hayasaka Takahiro, Hashimoto Satsuki, Umemoto Kohei, Ishikawa Takahisa, Sakamoto Sodai, Kato Koichi, Shimada Shingo, Kawamura Norio, Wakayama Kenji, Kobayashi Nozomi, Hama Yuka, Fukai Moto, Shimamura Tsuyoshi, Taketomi Akinobu
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Journal Title
Transplantation Proceedings
Volume: 52
Issue: 6
Pages: 1880-1883
DOI
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[Journal Article] De novo hepatocellular carcinoma developing in the living donor liver grafts: A Japanese multicenter experience2020
Author(s)
Goto R, Kosai-Fujimoto Y, Yagi S, Kobayashi T, Akamatsu N, Shimamura T, Imura S, Ogiso S, Mizuno S, Takatsuki M, Fukuhara T, Kanto T, Eguchi S, Yanaga K, Ogura Y, Fukumoto T, Shimada M, Hasegawa K, Ohdan H, Uemoto S, Soejima Y, Ikegami T, Yoshizumi T, Taketomi A, Maehara Y
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Journal Title
Hepatol Res
Volume: 50
Issue: 12
Pages: 1365-1374
DOI
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