ハイドロゲン・ナノバブルを用いた壊死性腸炎に対する画期的治療法の開発

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K10095
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 川野 孝文 鹿児島大学, 附属病院, 特任助教 (40457651)
• 研究分担者: 家入 里志 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (00363359) ; 谷本 昭英 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (10217151) ; 山田 和歌 鹿児島大学, 附属病院, 特任助教 (20457659) ; 加治 建 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 准教授 (50315420) ; 中目 和彦 鹿児島大学, 医歯学域附属病院, 助教 (70448570) ; 向井 基 鹿児島大学, 医歯学域附属病院, 講師 (80468024) ; 山田 耕嗣 鹿児島大学, 附属病院, 特任助教 (80528042) ; 大西 峻 鹿児島大学, 附属病院, 医員 (10614638)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: ハイドロゲン・ナノバブル

研究実績の概要

本研究は壊死性腸炎モデルラットを用いて、抗酸化物質と言われている、水素の投与により、壊死性腸炎を予防、もしくは治療できないかの治療効果の検討とメカニズムの解明を行う。壊死性腸炎は、フリーラジカルも関与していると考えられており、水抗酸化物質が、壊死性腸炎の予防、治療に効果が期待できることは、数々の実験で報告されている。水素は抗酸化物質であり、現在、水素ガスは、心肺停止の患者に、投与する臨床試験が開始されている。また、水素水も、様々な動物実験で用いられているが、水素水自体は、不安定であり、今回は、既存の水素水やガスでの投与でなくナノバブル技術を応用し、水素を含む安定なナノバブル水であるハイドロゲン・ナノバブルを作成しこれを実験に用いる。動物モデルに関してはすでに当研究グループで確立している方法を用いたが、一日6回の刺激介入が必要であり煩雑であったこと、また、作成率が、60％程度であったことから、改良を必要とした。一日、4回の刺激で、刺激変更を変更したところ、動物モデル作成率が、80％程度にまで上昇することができ、より、効率よく、実験を進めていけるように工夫した。通常の1気圧での水では、約1.6ppmが自然界の水素分子が溶け込む溶存水素濃度の飽和値であるが、ハイドロゲンナノバブルを用いることにより、水素濃度を2.4ppm程度まで、上昇させることができ壊死性腸炎モデルに現在投与を行う実験を繰り返している状況である。組織確認までは進んでいないが、ざっと観察した限りでは、効果がみられるように感じられ、今後の組織学的検討、生化学的検討、または、分子生物学的検討を追加して行い、効果のほどを検討していく予定である。

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

通常の水素飽和濃度は、1.6ｐｐｍであるが、ハイドロゲンナノバブルの技術を用いると、1.5倍程度の高濃度にすることができ、また、長い間溶けていられることを確認できた。これは、今後の臨床応用でも大事なことであり、順調に行っていると思われる。
また、壊死性腸炎モデルも、発生頻度を改良することにより、上げることができ、今後、効率的に実験の方を行っていけると考えられる。

今後の研究の推進方策

現在は、投与方法についても検討が必要であり、腹腔内投与、経静脈的投与、経口投与についての検討が必要である。
また、組織学的評価、分子生物学的評価を行っておらず、今後加えていきたい。

次年度使用額が生じた理由

消耗品を予定よりも安価に購入することが出来た。

次年度使用額の使用計画

実験用試薬購入に充てることとする。

研究成果

• [雑誌論文] Efficacy of Ethanol locks to reduce the incidence of catheter-related bloodstream infections for home parenteral nutrition pediatric patients. Comparison of therapeutic treatment with prophylactic treatment- (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawano T, Kaji T, Onishi S, Yamada K, Yamada W, Nakame K, Mukai M, Ieiri S
  • 雑誌名: Pediatric Surgery International 巻: 32 ページ: 863-867
  • DOI: 10.1007/s00383-016-3933-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ghrelin Improves Intestinal Mucosal Atrophy During Parenteral Nutrition: An Experimental Study (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamada W, Kaji T, Onishi S, Nakame K, Yamada K, Kawano T, Mukai M, Souda M, Yoshioka T,Tanimoto A, Ieiri S
  • 雑誌名: Journal of Pediatric Surgery 巻: 51 ページ: 2039-2043
  • DOI: 10.1016/j.jpedsurg.2016.09.035
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Long-term outcome of bowel function for 110 consecutive cases of Hirschsprung’s disease: Comparison of the abdominal approach with transanal approach over 30 years in a single institution : Is the transanal approach truly beneficial for bowel function? (2016)
  • 著者名/発表者名: Onishi S, Nakame K, Yamada K, Yamada W, Kawano T, Mukai M, Kaji T, Ieiri S
  • 雑誌名: Journal of Pediatric Surgery 巻: 51 ページ: 2010-2014
  • DOI: 10.1016/j.jpedsurg.2016.09.029
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Changing Profile of Safe Techniques for Insertion a Central Venous Catheter in Pediatric Patients - Improvement in Outcomes with the Experience of 500 Insertions in a Single Institution (2016)
  • 著者名/発表者名: Kaji T, Kawano T, Yamada W, Yamada K, Onishi S, Nakame K, Mukai M, Ieiri S,Takamatsu H
  • 雑誌名: Journal of Pediatric Surgery 巻: 51 ページ: 2044-2047
  • DOI: 10.1016/j.jpedsurg.2016.09.037
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] IMPACT OF NEW MUTATION IDENTIFICATION IN THE RET PROTO-ONCOGENE IN A FAMILY WITH HIRSCHSPRUNG’S DISEASE (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawano T
  • 学会等名: 29th International Symposium on Pediatric Surgical Research
  • 発表場所: Frankfurt（Germany）
  • 年月日: 2016-09-08 – 2016-09-10
  • 国際学会
• [学会発表] Home parenteral nutrition（HPN）施行中の腸管不全症例に対する，エタノールロックの効性の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川野孝文
  • 学会等名: 第53回日本小児外科学会学術集会（JSPS2016）
  • 発表場所: ヒルトン福岡シーホーク（福岡県・福岡市）
  • 年月日: 2016-05-24 – 2016-05-26
• [学会発表] Impact of New Mutation Identification in the RET proto-oncogene in a Family with Hirschsprung’s Disease (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawano T
  • 学会等名: 49th Annual Meeting of the Pacific Association of Pediatric Surgeons
  • 発表場所: HAWAI'I Kaua'i（USA)
  • 年月日: 2016-04-24 – 2016-04-28
  • 国際学会