| 研究課題/領域番号 |
22K08706
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分55010:外科学一般および小児外科学関連
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| 研究機関 | 愛知医科大学 |
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研究代表者 |
畑山 直之 愛知医科大学, 医学部, 准教授 (80534792)
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| 研究分担者 |
内藤 宗和 愛知医科大学, 医学部, 教授 (10384984)
伊藤 清顕 愛知医科大学, 医学部, 教授 (50551420)
横田 紘季 名城大学, 理工学部, 助教 (50815876)
秦 浩一郎 京都大学, 医学研究科, 准教授 (90523118)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2025年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | ラット / 肝臓 / ウルトラファインバブル / 一酸化炭素 / 酸素 / 虚血再灌流障害 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生理活性ガス(CO、NO、H2S)がもつ細胞保護作用の医療への応用が期待されているが、気体という取り扱いの難しさから、その利用が限られているのが現状である。ウルトラファインバブル(UFB)は、液体に安定的に存在できる気泡(ガス)であり、液体として様々なガスを送達することが可能である。本研究は、生理活性ガスをUFB化し、それらを含む灌流保存液によって移植臓器を体外治療・再生することを目指す。また、これまで医療への応用が限られていた生理活性ガスをUFBという新たなガス送達技術によって、医療応用への展開を拓きたい。
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| 研究実績の概要 |
本研究は，一酸化炭素および酸素を含有したUFB臓器保存液を作成し，移植臓器に対するUFBの有効性を検証する．令和4年度は，機械灌流保存法にUFBが適応できるかを検証するため灌流時間・温度・圧力による影響を検証し，さらに，UFBに使用するガスの種類によってもUFBへ及ぼすかを検証した．さらに，ラット肝臓を用いてUFBの虚血再灌流障害への保護効果を検証した．
UFB測定装置ナノサイトを用いて，灌流環境における条件（灌流時間・温度・圧）がUFBに及ぼす影響を検討したところ，UFBの数・サイズは，灌流せずに放置した保存液と灌流した保存液において大きな差はなく，灌流による影響は受けないことがわかった．また，一酸化炭素(CO)と酸素(O2)の分圧比の違いによるUFBへの影響を検証するために，COとO2の割合を変えてUFBを作成したが，数・サイズともに変化がないことが明らかとなった．さらに，ラット肝臓保存における最適なCOとO２の分圧比を検討した．分圧比の効果を見るために単純浸漬保存にてラット肝を24時間保存し，IPRLにて評価したところ，COとO２の割合が5:5の時に最も門脈圧が低く，胆汁産生が多いことが分かった．
機械灌流保存法(MP)は，拡大適応ドナー臓器の状態を改善させるために不可欠である．MPを使用する上で想定されうるUFBに与える影響を検証し，それらが影響を及ぼさないことを明らかにした．これは，UFBがMPに使用可能であることが示し，生理活性ガスの運搬体として臓器にガスを供給できることを示唆した．実際に，ラット肝臓保存により虚血再還流障害を軽減することがわかった．これらの結果より，臓器移植のMPにおいてUFBがガスメディエータの運搬体となり，これまで利用が限られていたガスの使用方法の幅を広げることで，UFBの医療応用への展開の一歩となるだろう．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
MPにおける臓器に対するUFBの有効性の検証を目的とした本研究は，段階を経て順調に進んでいる．MPがUFBに与える影響（循環時間・温度・圧力）と，COとO2の分圧比の影響を今回の検証で明らかにし，ラット肝臓保存にてCO・O2-UFBが虚血再灌流障害の軽減効果を発揮することがわかった．これにより次年度以降の実験へ着実に進んでいける．しかし，ラット肝臓保存の詳細な評価（組織評価や分子生物学的評価）が不足しているため，さらに評価を進める必要がある．これらのガスの検討と解析を加え，結果を裏付けるデータを確実にしていく．
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度は，引き続きCO・O2-UFBを用いたラット肝臓保存の解析を行う．具体的には，IPRLにより肝機能(門脈灌流圧，AST，ALT，LDH，胆汁産生量，酸素消費率， ヒアルロン酸クリアランス)を測定し，その後，HE染色による形態評価，免疫化学染色に よる細胞死・過酸化ストレスの定量を行い，電子顕微鏡にて微細構造を評価していく．さらに機械灌流保存法による肝保存でも同様の検討を行い，その効果を検証する．最終的にはラットDCD肝の状態を改善できるか検討を進めていく予定である．
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