初代肝細胞三次元培養法の薬物代謝シミュレーターへの応用に関する研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07750886
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 松下 琢 九州大学, 工学部, 助教授 (10209538)
• キーワード: 初代肝細胞 / ポリウレタンフォーム / 三次元培養 / スフェロイド / 薬物代謝 / リドカイン / アセトアミノフェン / 細胞毒性

研究概要

1.ラット初代培養肝細胞を単層培養系とポリウレタンフォーム(PUF)三次元培養系で培養し、モデル薬物として局所麻酔剤リドカイン(脂溶性物質)と解熱鎮痛薬アセトアミノフェン(水溶性物質)を用いて、その薬物代謝能力について比較検討を行った結果、PUF三次元培養系では生体内と同様にリドカインの脱エチル化(第一相反応)・アセトアミノフェンの抱合化反応(第二相反応)が起こり、しかも従来の単層培養系よりも高い活性を長期間維持できることが示された。
2.肝細胞に対する毒性作用を有する上記リドカインの投与濃度を変化させ、PUF三次元培養系と単層培養系で肝細胞の生存率の変化を調べた結果、単層培養系では比較的低濃度から生存率の低下が始まったのに対し、三次元培養系では生体内と同様な濃度で細胞毒性(生存率の低下)の発想が認められた。これらの結果から、肝細胞のPUF三次元培養系を用いることで薬物毒性試験を細胞レベルでシミュレートできる可能性が示唆された。
3.レーザー出力制御機能を有する共焦点レーザー顕微鏡を用いて、三次元化した肝細胞集塊内部の生細胞の分布を調べた結果、三次元化していない肝細胞に比べて、三次元集塊化した方が生細胞の割合が多く維持されていることあが示された。このことがPUF三次元培養系で高い肝機能が維持される機能の一つと考えられる。

研究成果

• [文献書誌] 松下 琢: "ハイブリッド型人工肝蔵補助システム" 組織培養. 21. 473-476 (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. 9. 114-115 (1995)
• [文献書誌] K.Nakazawa: "Development of a liver function simulator using 3-dimensional culture of hepatocytes(I)" 化学工学会第27回秋季大会講演要旨集. 185- (1994)
• [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 hybird artificial liver support system using PUF/spheroid packed-bed" Animal Cell Technology. 7. 1049-1053 (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: "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)