活性持続型ビタミンCを用いた三次元人工肝臓の開発

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08557001
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 応募区分: 試験
• 研究機関: 秋田大学
• 研究代表者: 妹尾 春樹 秋田大学, 医学部, 教授 (90171355)
• 研究分担者: 畑 隆一郎 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助教授 (10014276) ; 今井 克幸 秋田大学, 医学部, 助手 (80006741) ; 佐藤 充 秋田大学, 医学部, 助手 (60226008)
• キーワード: 人工肝臓(三次元) / ビタミンC / 肝臓星細胞 / ビタミンA肝蔵細胞 / 肝臓実質細胞 / インテグリン / コラーゲン / 細胞外マトリックス

研究概要

1.正常ラット肝臓の門脈からコラゲナーゼを灌流し、低速遠心、Percoll密度勾配遠心法によって、ビタミンA貯蔵細胞(脂肪摂取細胞、肝臓星細胞、介在細胞)および実質細胞を単離し、10%fetal bovine serumを添加したDulbecco's modified Eagle's mediumあるいはWilliams' mediumEで培養することを樹立した。
2.活性持続型ビタミンC存在下で、単離した肝臓星細胞と肝臓実質細胞由来の肝癌細胞HepG2を共培養すると、両細胞は相互に接着して三次元構造を形成することを見い出した。星細胞との接着によってHepG2細胞のチロシンリン酸化蛋白質の発現レベルが増し、三次元的分布もダイナミックに変化することを発見した。
3.活性持続型ビタミンCの機能は細胞のコラーゲン等の細胞外マトリックスの合成・分泌の促進を介して発揮される。実際に細胞外マトリックスの三次元構造が肝臓星細胞の形態、増殖、機能を可逆的に制御することを発見した。
4.コラーゲン等の細胞外マトリックスによって肝臓星細胞の機能が制御される分子メカニズムを解析すると、細胞外マトリックスの三次元構造と細胞表面の特異的受容体であるインテグリンが直接接着し、しかもその接着は点ではなく面で行なわれることを明かにした。
5.肝臓星細胞の機能の制御には、リン酸化チロシン蛋白質、微小管、F-アクチンの発現レベルのみでなく、これら蛋白質やビンキュリン等の焦点接着蛋白質の細胞内三次元分布のダイナミックな変化が関与することも見い出した。以上の結果を踏まえて三次元人工肝臓の作製を進めている。

研究成果

• [文献書誌] Senoo H: "Three-dimensional structure of extracellular matrix reversibly regulates morphology,proliferation,and collagen metabolism of perisinusoidal stellate cells (vitamin A-storing cells)" Cell Biol.Int.20・7. 501-512 (1996)
• [文献書誌] Senoo H: "Hepatic stellate cells-From the viewpoint of vitamin A handling and functions of extracellular matrix-" Acta Anat.Nippon.72・2(in press). (1997)
• [文献書誌] Imai K: "Three-dimensional morphological changes in cultured hepatic stellate cells by type I collagen fibers" Cells of the Hepatic Sinusoid. 6(in press). (1997)
• [文献書誌] Sato M: "Induction of long cellular processes in hepatic stellate cell culture by integrin-binding to fibrillar type I collagen" Cells of the Hepatic Sinusoid. 6(in press). (1997)
• [文献書誌] 妹尾春樹: "細胞接着シグナルによる細胞の形態、増殖、機能の可逆的制御" 細織培養. 23(in press). (1997)
• [文献書誌] 佐藤充: "肝臓星細胞・肝癌細胞共培養系における細胞間相互作用:細胞外マトリックスによる制御" Acta Anat Nippon.72(in press). (1997)
• [文献書誌] 妹尾春樹: "「細胞外マトリックス」-臨床医学への応用" メディカルレビュー社, 519 (1996)
• [文献書誌] 妹尾春樹: "ビジュアル臨床栄養百科1、臨床栄養の基礎" 小学館, 210 (1996)