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2013 年度 実績報告書

肝機能向上メカニズムの解明と肝機能向上を応用した培養デバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 13J05172
研究機関九州大学

研究代表者

隅井 干城  九州大学, 大学院工学府, 特別研究員(DC2)

キーワード肝細胞 / 一酸化窒素 / 流れ負荷 / 共培養 / 星細胞
研究概要

肝細胞の機能向上と一酸化窒素(NO)との関連を調べるために, 細胞に一酸化窒素(NO)を直接負荷出来るデバイスを作製した. 従来NOを細胞に直接負荷する方法は少なく, 長期間ガスを負荷するデバイスは存在しなかった. したがってNOを負荷できるデバイスの開発は重要である. ガス負荷による細胞播種面の振動はガス流路と播種面を一体化させることで細胞の剥離を防いだ. また酸素ガスをNOとは別の流路から流すことで, 細胞に酸素とNOを同時に負荷しかつNOが酸化する前に細胞に負荷することが可能である. 更にこのデバイスは細胞に流れをかけることも可能であり, NOガスと流れの影響を同時に検討することが出来る.
作製したNO負荷デバイスを用いて肝細胞に異なる濃度のNOガス(0.5ppm, 5ppm)と流れを負荷し, 肝細胞機能(アンモニア分解量)を測定した. ガスを負荷しないモデルと比較し, 0.5ppmでは2倍, 5ppmでは1.4倍の機能向上が見られた. これは肝機能の向上にNOガス濃度が密接に関与していることを示しており, 機能向上に最適なNO濃度が存在することを世界に先駆けて発見した. 最適なNO濃度を明らかにすることは, 人工肝臓や低下した生体内の肝臓の機能を高める研究に対して非常に重要だと考えられる.
次に, 肝細胞と星細胞の共培養モデルに5ppmのNOガスを負荷した, 負荷していないモデルと比較するとアンモニア分解量に違いは見られなかった. この結果から, 5ppmのNOガスは肝細胞と星細胞の共培養モデルに影響を与えない可能性が示された. したがって培養している細胞の種類などが変化した時, 条件によって最適なNO濃度が存在し, 個別に調べていくことが重要であると考えられる.

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

デバイスの材質変更や作製したデバイスで細胞が育たないなどの問題が発生したため研究の進行が遅くなったが, 全て問題を解決させ長期間継続的に一酸化窒素(NO)を負荷できるデバイスを完成させることができた. 完成させたデバイスを用いて2種類のNOガスを肝細胞に負荷し, NO濃度が肝細胞機能向上に影響をあたえることを世界に先駆けて明らかにした.

今後の研究の推進方策

完成した一酸化窒素負荷デバイスを用いて, 肝細胞・星細胞・内皮細胞の共培養モデルに一酸化窒素を負荷する. 外部から与えられた一酸化窒素負荷が星細胞・内皮細胞にどのような影響を与え, それが肝細胞機能にどのような変化をもたらすのかを測定する. この実験から生体外で肝細胞機能を高める最適な条件を導き出す. さらに星細胞による肝細胞機能向上のメカニズムを解明する.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 2013

すべて 学会発表 (7件)

  • [学会発表] 肝細胞機能における一酸化窒素直接負荷の影響2014

    • 著者名/発表者名
      隅井干城, 阿部拓磨, 中嶋和弘, 世良俊博, 工藤奨
    • 学会等名
      バイオメカニクス研究センター&エレクトロニクス実装学会九州支部
    • 発表場所
      九州大学伊都ゲストハウス(福岡県福岡市)
    • 年月日
      20140203-04
  • [学会発表] 一酸化窒素直接負荷による肝細胞機能への影響2014

    • 著者名/発表者名
      隅井干城, 阿部拓磨, 中嶋和弘, 世良俊博, 工藤奨
    • 学会等名
      生理人類学会
    • 発表場所
      九州大学芸術工学部(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-02-08
  • [学会発表] Effect of Shear Stress on Migration of Hepatic Stellate Cell2013

    • 著者名/発表者名
      Tateki SUMII, Ryosuke FUJITA, Kazuhiro NAKASHIMA, Susumu KUDO
    • 学会等名
      ICBME
    • 発表場所
      シンガポール国際大学(シンガポール)
    • 年月日
      20131204-07
  • [学会発表] 肝星細胞の遊走におけるせん断応力の大きさと方向の影響2013

    • 著者名/発表者名
      隅井干城, 藤田陵佑, 岩下洸, 工藤奨
    • 学会等名
      生体医工学会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡県福岡市)
    • 年月日
      20130920-21
  • [学会発表] 肝星細胞の遊走における力学刺激と受容体の関連性2013

    • 著者名/発表者名
      隅井干城, 藤田陵佑, 岩下洸, 工藤奨
    • 学会等名
      バイオレオロジー学会
    • 発表場所
      九州大学西新プラザ(福岡県福岡市)
    • 年月日
      20130606-08
  • [学会発表] 血管内皮細胞内PKCαの局在変化におよぼす局所引張の影響2013

    • 著者名/発表者名
      隅井干城, 木村恭彰, 島田知弥, 土屋宏紀, 工藤奨
    • 学会等名
      バイオレオロジー学会
    • 発表場所
      九州大学西新プラザ(福岡県福岡市)
    • 年月日
      20130606-08
  • [学会発表] 流れ方向とせん断応力の大きさが肝星細胞遊走に与える影響2013

    • 著者名/発表者名
      隅井干城, 藤田陵佑, 岩下洸, 工藤奨
    • 学会等名
      九大生体材料・力学研究会
    • 発表場所
      九州大学西新プラザ(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2013-09-27

URL: 

公開日: 2015-07-15  

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