易傷害性心グラフトの体外灌流修復法と非侵襲的グラフト機能評価法の開発

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K08974
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 深井 原 北海道大学, 医学研究院, 特任講師 (60374344)
• 研究分担者: 新宮 康栄 北海道大学, 医学研究院, 講師 (30617064) ; 暮地本 宙己 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (60632841) ; 木村 太一 北海道大学, 医学研究院, 客員研究員 (90435959) [辞退] ; 藤好 真人 北海道大学, 医学研究院, 客員研究員 (90844720)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 心移植 / 機械灌流 / 虚血再灌流傷害 / コンディショニング

研究実績の概要

本課題の目的は、A) 臓器保存液の開発、B) 臓器灌流の至適条件、C) 薬剤性コンディショニング、D)再灌流時治療の効果を検討し、E) 移植前に術後のグラフト機能予測法を確立することである。自作の臓器保存灌流液による冷保存と体外灌流によるグラフト保護、体外灌流時と再灌流時の水素ガス投与による微小循環改善と抗酸化効果の影響、薬物によるNrf2、 Stat3の活性化、保護性タンパク機能の増強等を検証し、ラット心臓の冷保存許容時間の延長と虚血再灌流傷害の軽減を目指す。体外灌流、ランゲンドル灌流、心移植から得られる試料を多面的に解析し、細胞生死のカスケード、エネルギー代謝を評価する。
まず、数種類の自作臓器保存液を作成し、ラット心筋細胞株(H9c2)を用いて冷保存障害に対する細胞保護効果を確認し、効果が強かった2種類を臓器レベルの実験に使用した。ラット心臓を摘出し、新液、市販臓器保存液 (セルシオ液)で24時間まで単純冷保存し、ランゲンドルフ灌流装置で再灌流した。残念ながら細胞で有効、ランゲンドルフ灌流で効果減弱、冷保存心移植では著効となる原因がわからず、ランゲンドルフ灌流での検討を中断した。一方で、LC-MS/MSによるメタボロームとプロテオームの同時解析のための試料前処理法を検討し、通常の過塩素酸よりもトリクロロ酢酸でのタンパク質失活、ジエチルエーテルでの酸除去の方法論を確立し、LC-MS/MSでの測定試料をMNRでも測定できるようにした。また、オスミウム浸軟SEM評価による心筋アクチンの構築、ミトコンドリアや小胞体、ゴルジ装置の形態評価のために、遠隔地の分担者に試料を送付するプロトコールを確立した。前処理を適切な時点で止めても評価に影響がないことを利用して、電顕評価を行う遠隔地間の研究協力が可能であることを示したことにも意義がある。

研究成果

• [学会発表] 新規抗酸化物質 3,5-dihydroxy-4-methoxybenzyl alcohol（DHMBA）は心筋細胞の冷保存傷害を軽減する (2022)
  • 著者名/発表者名: 深井原、中薮拓哉、大谷晋太郎、柴田賢吾、千葉仁志、惠淑萍、坂本聡大、若山顕治、川村典生、後藤了一、渡辺正明、嶋村剛、武冨紹信
  • 学会等名: 第122回日本外科学会 2022.4.16 (SF-109-8 サージカルフォーラム) Hybrid開催 Web 発表
• [学会発表] 心停止肝に対する低温機械灌流の至適pHの検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 坂本聡大, 柴田賢吾, 石川隆壽, 島田慎吾, 川村典生, 若山顕治, 藤好真人, 渡辺正明, 後藤了一, 巌築慶一, 加藤紘一, 嶋村剛，深井原, 武冨紹信
  • 学会等名: 第122回日本外科学会 2022.4.14 (SF-29-6 サージカルフォーラム) Hybrid開催 Web 発表
• [学会発表] Lysophosphatidylinositol (16:0) as a possible cause of ischemia reperfusion injury (2022)
  • 著者名/発表者名: Kengo Shibata, Takahiro Hayasaka, Satsuki Hashimoto, Kohei Umemoto, Takahisa Ishikawa, Sodai Sakamoto, Koichi Kato, Shingo Shimada, Norio Kawamura, Kenji Wakayama, Nozomi Kobayashi, Yuka Hama, Moto Fukai, Tsuyoshi Shimamura, and Akinobu Taketomi
  • 学会等名: Transplantation Science Symposium (TSS) Asian Regional Meeting 2022, Kyoto, 25-26 Sep. 2022
  • 国際学会
• [学会発表] Important components of D2O containing solution for liver cold storage using an isolated perfused rat liver (IPRL). (2022)
  • 著者名/発表者名: Moto Fukai, Kengo Shibata, Sodai Sakamoto, Masato Fujiyoshi, Sunao Fujiyoshi, Kosei Nakamura, Takahisa Ishikawa, Norio Kawamura, Nur Khatijah Mohd Zin, Hiroki Bochimoto, Tsuyoshi Shimamura, Akinobu Taketomi.
  • 学会等名: Transplantation Science Symposium (TSS) Asian Regional Meeting 2022, Kyoto, 25-26 Sep. 2022
  • 国際学会
• [学会発表] Cold storage in D2O containing solution and post-reperfusion H2 gas treatment reduced rat liver damage: An IPRL study. (2022)
  • 著者名/発表者名: Moto Fukai, Kengo Shibata, Sodai Sakamoto, Masato Fujiyoshi, Sunao Fujiyoshi, Kosei Nakamura, Takahisa Ishikawa, Norio Kawamura, Nur Khatijah Mohd Zin, Hiroki Bochimoto, Tsuyoshi Shimamura, Akinobu Taketomi.
  • 学会等名: Transplantation Science Symposium (TSS) Asian Regional Meeting 2022, Kyoto, 25-26 Sep. 2022
  • 国際学会
• [学会発表] Hypothermic machine perfusion with H2 gas reduced focal injury in DCD rat liver but failed to restore organ function. (2022)
  • 著者名/発表者名: Moto Fukai, Kengo Shibata, Sodai Sakamoto, Masato Fujiyoshi, Sunao Fujiyoshi, Kosei Nakamura, Takahisa Ishikawa, Norio Kawamura, Nur Khatijah Mohd Zin, Hiroki Bochimoto, Tsuyoshi Shimamura, Akinobu Taketomi.
  • 学会等名: Transplantation Science Symposium (TSS) Asian Regional Meeting 2022, Kyoto, 25-26 Sep. 2022
  • 国際学会
• [学会発表] Rapid and reliable steatosis rat model (SHRSP5-Dmcr) for cold storage experiments: A preliminary study (2022)
  • 著者名/発表者名: Moto Fukai, Kengo Shibata, Sodai Sakamoto, Masato Fujiyoshi, Sunao Fujiyoshi, Kosei Nakamura, Takahisa Ishikawa, Norio Kawamura, Nur Khatijah Mohd Zin, Hiroki Bochimoto, Tsuyoshi Shimamura, Akinobu Taketomi.
  • 学会等名: Transplantation Science Symposium (TSS) Asian Regional Meeting 2022, Kyoto, 25-26 Sep. 2022
  • 国際学会