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肝細胞の薬物代謝と胆汁酸代謝の同調的制御による次世代型バイオ人工肝臓の設計

研究課題

研究課題/領域番号 13358015
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関東京工業大学

研究代表者

赤池 敏宏  東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (30101207)

研究分担者 杉原 伸宏  信州大学, 大学院・医学研究科, 助手 (10324245)
根岸 直樹  信州大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (30218268)
渡辺 恵史  東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助手 (40231013)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
46,020千円 (直接経費: 35,400千円、間接経費: 10,620千円)
2002年度: 20,540千円 (直接経費: 15,800千円、間接経費: 4,740千円)
2001年度: 25,480千円 (直接経費: 19,600千円、間接経費: 5,880千円)
キーワードサーカディアンリズム / 肝細胞 / 胆汁酸 / トランスポーター / 薬物代謝 / 肝臓 / PVLA / 細胞外マトリックス / 接着 / シトクロムP-450 / aminopyrine N-dimethylase(ADM)活性
研究概要

本研究では,胆汁酸の腸管循環という一日の血中動態の変化から,胆汁酸が肝臓のサーカディアンリズムを制御する一因子であると仮定し,マウス初代培養肝細胞に対する胆汁酸の及ぼす影響の検討を行った.マウス初代培養肝細胞における胆汁酸濃度の動向を観察した結果,培地中の胆汁酸濃度が培養時間に伴い上昇および下降する濃度変化の振幅が認められ,in vivoにおける胆汁酸腸肝循環との類似性を確認した.また,培養肝細胞における培地中の胆汁酸濃度が,最大および最小となる時間における細胞内の遺伝子発現の比較を行った結果,多数の遺伝子の発現量が3倍までの間で変化していることが確認された.これらのことから,肝細胞内の遺伝子発現には胆汁酸の動態が大きく関わっていることが示唆された.そこで,in vivoの腸肝循環を模倣するため,初代培養肝細胞中で胆汁酸濃度を変化させた培養系を作り,遺伝子およびタンパク質発現の変化を観察することによって,胆汁酸がin vitroで肝実質細胞に与える影響を検討した.その結果,培養肝細胞中の胆汁酸濃度を変化させることにより,肝細胞内の各因子の遺伝子およびタンパク質の発現パターンが大きく変化することが認められた.さらに,タンパク質レベルでの発現においては,胆汁酸を断続的に加えることにより胆汁酸排出型トランスポーターであるMrp2の発現維持が可能であることが明らかになった.この胆汁酸排出トランスポーターの活性化は,薬物代謝が促進されるために必要不可欠な要素であり,腸肝循環を模倣した胆汁酸の断続的添加という刺激が,薬物代謝能の維持と促進に重要であることが示唆された.さらに,胆汁酸添加に伴って培養肝細胞内の遺伝子発現が変化することから,腸肝循環による肝臓内の胆汁酸濃度の変化は,SCNで発振したリズムに肝臓の機能を同調させるための一因であることが示唆された.

報告書

(2件)
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (14件)

  • [文献書誌] N.Sugihara: "Drug metabolic activity of cultured hepatocytes can synchronize with bile acid concentration in the medium"Cell Biochem. Funct.. 20. 11-17 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] I.Ajioka: "Ethanolamine is a co-mitogenic factor for proliferation of primary hepatocytes"J. Cell. Biochem.. 84. 249-263 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] J.Yang: "Galactosylated alginate as a scaffold for hepatocytes entrapment"Biomaterials. 23. 471-479 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Shimojo: "Receptor-mediated cell modulator delivery to hepatocyte using nanoparticles coated with carbohydrate-carrying polymers"J. Biomater. Sci. Polymer Edn.. 13. 829-841 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nagaoka: "Immobilized E-cadherin Model Can Enhance the Cell Attachment and Differentiation of Primary Hepatocytes but not Proliferation"Biotech. Lett., 24,1857-1862(2002). 24. 1857-1862 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T-W.Chung: "Preparation of alginate/galactosylated chitosan scaffold for hepatocyte attachment"Biomaterials. 23. 2827-2834 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Akaike: "Synthetically-and Genetically-Engineered Extracellular Matrices for Tissue Engineering. Advanced in Biomaterials and Drug delivery Systems"Princeton International Publishing Co., Ltd.. 15 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] N.Sugihara: "Drug metabolic activity of cultured hepatocytes can synchronize with bile acid concentration in the medium"Cell Biochemistry and Function. 20(1). 11-17 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] I.Ajioka: "Establishment of heterotropic liver tissue mass with direct link to the host liver following implantation of hepatocytes transfected with vascular endothelial growth factor gene in mice."Tissue Engineering. 7. 335-344 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 赤池敏宏: "生命科学と材料科学との融合新しい治療法の開発をめざして"実験医学. 19(1). 23-27 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] C-S.Cho: "Receptor-mediated cell modulator delivery to hepatocyte using nanoparticles coated with carbohydrate-carrying polymers"Biomaterials. 22. 45-51 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hirose: "Regulation of Asialogly coprotein Receptor Expression in the Proliferative State of Hepatocytes"Biochem. Biophys. Res.Commun.. 287. 675-681 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J.Yang: "Hepatocyte-specific porous polymer-scaffolds of alginate/galactosylated chitosan sponge for liver-tissue engineering"Biotechnology Letters. 23. 1385-1389 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 杉原伸宏: "化学フロンティア3 再生医療工学 2部 再生医療のための基礎工学技術 細胞機能制御を目指すマトリツクス工学"化学同人. 10 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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