水素豊富食塩水管腔内投与による小腸移植グラフト保存への新しいアプローチ

Research Project

Project/Area Number	20K09306
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 55060:Emergency medicine-related
Research Institution	Okayama University
Principal Investigator	中尾篤典岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (40648169)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	尾迫貴章岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 講師 (30573844) 石川倫子兵庫医科大学, 医学部, 非常勤講師 (40566121) 山田太平兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (00465684)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000) Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000) Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords	小腸移植 / 粘膜バリア / 抗酸化作用 / 水素 / 虚血再灌流障害
Outline of Research at the Start	小腸移植は、生体・脳死移植どちらも健康保険の適用となり、今後増加していくことが予想される。我々は、抗酸化作用、抗炎症作用を有する水素ガスの吸入が、ラット小腸移植の虚血再灌流を軽減することを発見しており、水素によるグラフト保護方法が確立すれば、本邦での小腸移植に大きく貢献できると考えた。本研究の目的は、小腸移植における臓器保存中に小腸グラフトの粘膜面から水素分子を投与する、より安全で臨床応用しやすい戦略について検証するため、ラット小腸移植モデルを用い、水素を豊富に含む生理食塩水のグラフト腸管内腔投与が、小腸移植における虚血再灌流障害を軽減するかを調べることである。
Outline of Annual Research Achievements	ラット小腸移植を使って研究は順調に進んでいる。これまでの臓器保存の研究では、主に血管を介して薬剤を投与する試みがなされてきた。腸管粘膜は最も虚血再灌流障害に弱い組織であり、治療のターゲットでありながら、管腔内投与の研究はあまり行われてこなかった。管腔内投与は直接的で手技的にも容易であり、本実験の成功は、大きく小腸移植の臨床での保存方法を変えることなく臨床応用できる可能性が大きい。ラットを使った小腸移植モデルは、我々の研究室でこれまで使われてきたものであり、既に確立している。LEWISラットから全小腸グラフトをとり、これを6時間リンゲル液に冷保存するが、保存中、管腔内を洗浄したあとに水素を含む生理食塩水をグラフト粘膜面に注入することにより、虚血再灌流障害のターゲットである小腸粘膜に対し、抗酸化作用、抗炎症作用をもった水素を直接作用させることが出来る。水素含有保存液の管腔内投与は組織学的にラット小腸グラフトの粘膜障害を劇的に改善し、Everted gut methodにより測定したバリア機能もコントロールに比べより保たれることが分かった。水素分子が腸管のバリア機能、およびTight Junctionに及ぼす影響を調べ、透過性膜上に単層培養したCaco-2細胞を用いて、腸管上皮の物質透過が水素豊富培養液でどのように変化するか、モノカルボン酸トランスポーターやペプチドトランスポーターなどCaco-2に高発現しているトランスポーターに着目して調べた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 実験モデルは我々の研究室ですでに確立しており、基礎実験のdataもあったこと、また研究者は経験豊富でこれまで類似の研究を多く行ってきているが、COVID19感染拡大により十分な研究時間の確保が困難であった為、やや遅れている。
Strategy for Future Research Activity	2023年度は、昨年度十分に実施できていない、これまでに得た凍結保存してあるサンプルを使って、メカニズムの検討に移っていく。炎症性サイトカインや粘膜バリア関連物質を中心に水素含有液の効果がどのシグナルに働くかを検討する。さらに、動物を長期間飼育して、短期間ばかりでなくその毒性や長期的な影響も調べ、臨床的な視点からも研究を継続する。