幹細胞工学を応用した分化型肝細胞の作成とその移植術の開発

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11557091
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 小暮 公孝 群馬大学, 医学部, 講師 (80143220)
• 研究分担者: 小島 至 群馬大学, 生体調節研究所, 教授 (60143492)
• キーワード: 肝幹細胞 / 肝細胞移植 / 人工肝 / 肝細胞培養 / 肝再生 / TGF-β / アクチビン / フォリスタチン

研究概要

本研究は患者の肝臓から肝幹様細胞を分離しそれを飛躍的に増加させた後に分化させ、その分化型肝細胞を体内に再移植して人工肝塊を形成させ、重症肝不全を治療することを目的にしている。実験では少量の肝臓のサンプルから肝の幹様細胞を分離し、それを培養し、さらに増殖させ、次ぎにそれをin vitroで分化させ高度の分化能を持った細胞にした上で、90%肝切除後のラット体内に自家移植しその機能を検討している。これまでに、灌流液の工夫によりほぼ死細胞が5%以内というviableな肝細胞の採取方法とともに、その中から肝幹様細胞を効率的に採取する方法を確立した。また、これらの細胞を生体内に移植し厚さ数mm、長さ10mmほどのsinusoidや微小胆管様の構造に囲まれた肝小葉類似構造を持つ肝細胞塊を作成することに成功している。
また、これに関連する実験としてTGF-βとActivinのtruncated type II TGF-β receptor遺伝子とtruncated type II activin receptor遺伝子並びにlacZ遺伝子を組み込んだアデノウイルスベクターをそれぞれin vivoでラットの門脈内にone shotでinjectionし、肝でのDNA合成とTGF-βとActivinの発現を検討した。その結果、コントロールのlacZ遺伝子投与群に比べて両群で有意にDNA合成の亢進が認められ、また、肝細胞内ではTGF-βとActivinの免疫染色性が有意に増加した。このことからtonicalyに肝細胞の増殖を抑制しているTGF-βとActivinの作用部位をブロックすると肝細胞の増殖が惹起されることが明らかになった(Hepatology 2001;34;918-925)。
現在、この基礎実験に基づき、lacZ遺伝子を導入してマーカーとすると共に、TGF-βとActivinのreceptorの変異遺伝子を肝幹様細胞に導入し、in vitroでの増殖分化をはかった上で生体内に移植し、「肝幹様細胞を基礎にした分化型肝細胞」からなる機能的人工肝塊を形成させ、重症肝不全に対する肝細胞移植補助療法の完成をめざしている。

研究成果

• [文献書誌] Kimitaka Kogure: "Re-proposal of Hjortsjo's segmental anatomy on the anterior segment in human liver"Archives of Surgery. (in press). (2002)
• [文献書誌] Takeshi Ichikawa: "Transforming growth factor beta and activin tonically inhibit DNA synthesis in the rat liver"Hepatology. 34(5). 918-925 (2001)
• [文献書誌] 小暮公孝: "特集-人工肝臓研究-最近の進歩III. 肝細胞の培養 3.肝幹(様)細胞の培養"外科. 63(5). 571-580 (2001)
• [文献書誌] Kimitaka Kogure: "The role of activin and transforming growth factor-b in the regulation of organ mass in the rat liver"Hepatology. 31. 916-921 (2000)
• [文献書誌] Kimitaka Kogure: "Relationship among portal segmentation, proper hepatic vein and external notch of the caudate lobe in human liver"Annals of Surgery. 231(2). 223-228 (2000)
• [文献書誌] Kimitaka Kogure: "Evaluation of serum uric acid changes in different forms of hepatic vascular inflow occlusion in human liver surgeries"Life Science. 64(5). 305-313 (1999)
• [文献書誌] Kimitaka Kogure: "Immediate onset of DNA synthesis in remnant rat liver after 90% hepatectomy by an administration of follistatin"Journal of Hepatology. 29. 977-984 (1998)
• [文献書誌] Kimitaka Kogure: "Uric acid changes in serum during different forms of hepatic vascular inflow occlusion"Life Science. 60(20). 1781-1791 (1997)
• [文献書誌] 小暮公孝: "ペプチド工学を駆使した新たな肝再生法の開発-アクチビン-フォリスタチン系と肝再生-"医科学応用研究財団研究報告. 148-152 (1997)
• [文献書誌] Kimitaka Kogure: "Intravenous administration of follistatin: Delivery to the liver and effect on liver regeneration after partial hepatectomy"Hepatology. 24(2). 361-366 (1996)
• [文献書誌] Kimitaka Kogure: "A single intraportal administration of follistatin accelerates liver regeneration in partially hepatectomized rats"Gastroenterology. 108. 1136-1142 (1995)
• [文献書誌] Kimitaka Kogure: "An administration of follistatin accelerates liver regeneration in partially hepatectomized rats"Abstract: World Congress of Gastroenterology. 315-315 (1994)