三次元培養を利用したハイブリッド型人工肝臓の肝不全小動物による機能評価

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06453107
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 船津 和守 九州大学, 工学部, 教授 (80037960)
• 研究分担者: 小出 典男 岡山大学, 医学部, 講師 (20142333) ; 松下 琢 九州大学, 工学部, 助教授 (10209538)
• キーワード: 初代肝細胞 / 三次元培養 / ハイブリッド型人工肝臓 / 肝不全 / 肝不全ラット / 肝不全イヌ / 肝再生 / ガラクトサミン

研究概要

1.昨年までに筆者らは、肝細胞の三次元培養を利用したラット用の小型ハイブリッド型人工肝臓システムを開発し、肝不全病態の程度は低いもののガラクトサミン(薬物)で誘導した肝不全ラットの回復に成功した。本年はさらに重篤な肝不全ラットの回復を目指しシステムの改良を行った。その結果自然死亡率約10%の肝不全ラットの回復に成功した(n=4)。またこの回復したラットの肝臓組織染色の結果から肝再生が誘起されている可能性が示された。今後この肝再生が本人工肝臓の作用によるものかどうか、特に肝再生に関与するサイトカインを本人工肝臓が生産しているかどうかの詳細な検討が必要である。
2.昨年度得られた知見をもとに、この実験系を肝不全イヌを用いた系にスケールアップした。当初は肝不全ブタの利用を検討したが手術の容易さからほぼ同じ体重のイヌを実験材料とした。ラット用の人工肝臓(装置容積:約5cm^3)から、イヌ用の人工肝臓(装置容積:約300cm^3)へ約100倍のスケールアップに成功した。肝機能の指標としてタンパク質合成活性(アルブミン分泌活性)を調べたが、単位細胞数当りの活性はスケールアップしても良好に維持されていた。またスケールアップに伴って、人工肝臓の機能発現の律速因子になると思われる人工肝臓装置の軸方向に形成される溶存酸素濃度勾配については、装置内の培地流れ方向を双方向にすることによって回避できたものと考えられる。さらに人工肝臓の機能発現を最大にするための最適な培地流量についても知見を得ることができた。

研究成果

• [文献書誌] 松下 琢: "肝不全ラット体外循環によるポリウレタンフォーム(PUF)/肝細胞スフェロイド充填層型人工肝臓の性能評価" 人工臓器. 24. 815-820 (1995)
• [文献書誌] T. Matsushita: "Development of a hybrid artificial liver support system using PUF/spheroid packed-bed" Animal Cell Technology. 7. 1049-1053 (1995)
• [文献書誌] 松下 琢: "ハイブリッド型人工肝臓補助システム" 組織培養. 21. 21-24 (1995)
• [文献書誌] 船津和守: "バイオエンジニアリングの歴史-BEは社会のどのような貢献をしたきたか-人工肝臓開発の流れと今後の展望" バイオエンジニアリング報. 19. 1-4 (1995)
• [文献書誌] 中澤 浩二: "Development of drug metabolism simulator for alternatives to animal experimentation using 3-dimensional culture of hepatocytes" Proceedings of the 9th Annual Meeting of the Japanese Society for Alternatives to Animal Experiments. 9. 114-115 (1995)
• [文献書誌] 和田茂久: "肝不全ラットを用いた体外循環によるPUF/肝細胞スフェロイド充填層型人工肝臓の性能評価-最適装置条件の検討-" 人工臓器. 25(印刷中). (1996)
• [文献書誌] 船津和守: "メディカルテクノロジーへの招待" 株式会社 培風館, 20 (1995)
• [文献書誌] 船津和守: "新タンパク質応用工学" 株式会社 フジ・テクノシステム, 5,(527-532) (1996)