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2022 年度 実施状況報告書

人工肝臓における胆汁排泄システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 22K08689
研究機関京都大学

研究代表者

福光 剣  京都大学, 医学研究科, 客員研究員 (70700516)

研究分担者 小木曾 聡  京都大学, 医学研究科, 助教 (10804734)
石井 隆道  京都大学, 医学研究科, 講師 (70456789)
波多野 悦朗  京都大学, 医学研究科, 教授 (80359801)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードa
研究実績の概要

本研究は、胆汁のドレナージシステムを3Dで再構築することを目的としている。これまで我々の研究室では生体由来の3次元スキャフォールドを鋳型として様々な細胞を生着させることでbio-engineered liverを作製することを試みてきた。これまで、肝細胞機能については多くの報告があるが、胆汁産生とそのドレナージについてはまだ報告がない。我々はliver ductal organoidを用いることで、胆管をほぼ無限に増殖させ、かつ3次元スキャフォールドの鋳型の中で、3次元構造を構築することを報告したが、今回はこのliver ductal organoidによる胆管構造と肝細胞との共培養にて、3次元の胆汁産生およびドレナージシステムの構築を試みている。まず、肝細胞が産生した胆汁が培養液中に無秩序に流れ出ることを予防するために、肝臓の被膜にコーティングを施し、培養液、血液、産生された胆汁の漏出を防止することとした。次に、胆管と肝細胞の立体的な構造を明瞭に視認できるようにするために、胆管上皮細胞と、肝細胞が構成する細胆管が特異的に発現するマーカーを用いて免疫染色を行い、それを共焦点顕微鏡にて立体的な画像として捉えた。3次元スキャフォールド内で肝細胞による細胆管構造が網の目状に再構築され、それに隣接するように胆管上皮細胞による胆管構造が存在することを示した。これらの技術改良をそれぞれ組み合わせて、肝細胞が産生した胆汁をドレナージする仕組みを再構築したbio-engineered liverに向けて一つ一つずつ課題を解決していく。

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

まず、脱細胞化肝臓組織に培養液を還流させた際に、肝表面から還流液が漏出する問題を解決するために、生体ラットから肝臓を摘出した後にPFAにて固定してから界面活性剤を還流することを試みた。作成した3次元脱細胞化スキャフォールドに色素を含んだ還流液にて評価したところ、表面からの色素の漏出は改善していることを確認した。次に、脱細胞化した3次元スキャフォールドに初代培養肝細胞を生着させたのち、胆管から排出される溶液を収集して溶液中の胆汁酸を測定したところ、培養液中の胆汁酸と比較して高濃度であることを確認した。まだ実施回数が少ないため、今後は再現性の確認を行う必要がある。また、肝細胞で産生された胆汁が胆管へ導出されるためには、再胆管と胆管とが接続したドレナージ構造を再構築する必要があるが、まずその構造を評価するための仕組みを構築した。コントロールとして生体肝臓において、胆管をCK19、再胆管をMRP2にて免疫染色を行い、共焦点顕微鏡にて立体構造を再構築した。また、これらの実験と並行して、細胞を生着させたのちのbio-engineered liverを生体内へ移植して血液を環流する際に、血栓を形成して血液が環流できない問題がある。我々は、抗血栓形成作用を有する新規ポリマーを作製し、その効果について評価を行っている。In vitroにおいて血液を環流すると、ポリマーコーティングされたスキャフォールドでは血栓の形成は抑制され、血液還流がスムーズに行われることを示した。

今後の研究の推進方策

脱細胞化した3次元スキャフォールドに肝細胞を生着させて培養液を循環させ、胆管より排泄される排液を解析したところ、総胆汁酸の濃度が環流させている培養液の胆汁酸濃度よりも高値であることを示したが、実験系が複雑であることなどにより安定して再現することが難しい。そこで、胆汁より排泄される液の回収方法を変更するなどして、効率よくかつ再現性高くなるような工夫を繰り返している。また、再胆管構造と胆管構想とが接続する構造を脱細胞化した3次元スキャフォールドを鋳型として再構築することを試みているが、それぞれCK19とMRP2で免疫染色し共焦点顕微鏡にて立体構造として再現する。次に、脱細胞化した3次元スキャフォールドを鋳型として胆汁ドレナージシステムを再構築するだけでなく、in vitroにおいて成熟肝細胞とliver ductal organoidをスフェロイド共培養することで、micro liverのような構造を構築させ、胆管構造を再現することを試みる。
それとともに、抗血栓作用をもつポリマーを作製しているが、in vitroの実験では抗血栓形成作用を確認できている。そこで、本年は生体ラットの動静脈を環流することでin vivoにおいても抗血栓形成作用を有するかを評価する。本ポリマーでコーティングすることで、血液還流をスムーズに行うことができるようになることが期待される。本ポリマーの新規作成については、今年度中に論文として投稿できるよう準備を進める。

次年度使用額が生じた理由

残金として1099円残ることとなったが、物品購入の際の端数に近い金額であると考えており、これらを翌年度に繰り越すことで効率的に資金を活用することが可能となる。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Fluid analysis unveils hepatic venous outflow obstruction and its negative impact on posttransplant graft regeneration2023

    • 著者名/発表者名
      Ito Takashi、Ogiso Satoshi、Nakamura Masanori、Oshima Yu、Horie Hiroshi、Wakama Satoshi、Makino Kenta、Tomofuji Katsuhiro、Fukumitsu Ken、Ishii Takamichi、Ito Takashi、Hata Koichiro、Hatano Etsuro
    • 雑誌名

      Liver Transplantation

      巻: 29 ページ: 658~662

    • DOI

      10.1097/LVT.0000000000000086

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laparoscopic Parenchyma-Sparing Resection of Difficult-to-Resect Deep Posterosuperior Liver Lesions: Conceptual Technique to Ensure Optimal Margin2023

    • 著者名/発表者名
      Ogiso Satoshi、Seo Satoru、Yoh Tomoaki、Koyama Yukinori、Fukumitsu Ken、Ishii Takamichi、Hatano Etsuro
    • 雑誌名

      Journal of Gastrointestinal Surgery

      巻: 27 ページ: 790~793

    • DOI

      10.1007/s11605-022-05497-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Vivo Regeneration of Tubular Small Intestine With Motility: A Novel Approach by Orthotopic Transplantation of Decellularized Scaffold2023

    • 著者名/発表者名
      Kojima Hidenobu、Ishii Takamichi、Fukumitsu Ken、Ogiso Satoshi、Tomofuji Katsuhiro、Oshima Yu、Horie Hiroshi、Ito Takashi、Wakama Satoshi、Makino Kenta、Hatano Etsuro
    • 雑誌名

      Transplantation

      巻: 107 ページ: 1955~1964

    • DOI

      10.1097/TP.0000000000004522

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hepatocyte differentiation from mouse liver ductal organoids by transducing 4 liver-specific transcription factors2023

    • 著者名/発表者名
      Tomofuji Katsuhiro、Kondo Jumpei、Onuma Kunishige、Coppo Roberto、Horie Hiroshi、Oyama Koki、Miyoshi Eiji、Fukumitsu Ken、Ishii Takamichi、Hatano Etsuro、Inoue Masahiro
    • 雑誌名

      Hepatology Communications

      巻: 7 ページ: e0134

    • DOI

      10.1097/HC9.0000000000000134

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonsuperiority of technetium-99m-galactosyl human serum albumin scintigraphy over conventional volumetry for assessing the future liver remnant in patients undergoing hepatectomy after portal vein embolization2023

    • 著者名/発表者名
      Yao Siyuan、Taura Kojiro、Yoh Tomoaki、Nishio Takahiro、Koyama Yukinori、Ogiso Satoshi、Okamoto Tatsuya、Fukumitsu Ken、Ishii Takamichi、Seo Satoru、Hata Koichiro、Masui Toshihiko、Shimizu Hironori、Ishimori Takayoshi、Hatano Etsuro
    • 雑誌名

      Surgery

      巻: 173 ページ: 435~441

    • DOI

      10.1016/j.surg.2022.10.005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Primary hepatic extranodal marginal zone B-cell mucosa-associated lymphoid tissue lymphoma treated by laparoscopic partial hepatectomy: a case report2023

    • 著者名/発表者名
      Okura Keisuke、Seo Satoru、Shimizu Hironori、Nishino Hiroto、Yoh Tomoaki、Fukumitsu Ken、Ishii Takamichi、Hata Koichiro、Haga Hironori、Hatano Etsuro
    • 雑誌名

      Surgical Case Reports

      巻: 9 ページ: 1

    • DOI

      10.1186/s40792-023-01613-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Liver ductal organoids reconstruct intrahepatic biliary trees in decellularized liver grafts2022

    • 著者名/発表者名
      Tomofuji Katsuhiro、Fukumitsu Ken、Kondo Jumpei、Horie Hiroshi、Makino Kenta、Wakama Satoshi、Ito Takashi、Oshima Yu、Ogiso Satoshi、Ishii Takamichi、Inoue Masahiro、Hatano Etsuro
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 287 ページ: 121614~121614

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2022.121614

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Learning process of laparoscopic liver resection and postoperative outcomes: chronological analysis of single-center 15-years’ experience2022

    • 著者名/発表者名
      Yoh Tomoaki、Seo Satoru、Ogiso Satoshi、Morino Koshiro、Nishio Takahiro、Koyama Yukinori、Fukumitsu Ken、Ishii Takamichi、Taura Kojiro、Hatano Etsuro
    • 雑誌名

      Surgical Endoscopy

      巻: 36 ページ: 3398~3406

    • DOI

      10.1007/s00464-021-08660-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] <i>En bloc</i> excision of giant polycystic liver with hepatic cava and its auto‐transplant caval reconstruction as a safe surgical procedure for liver transplantation2022

    • 著者名/発表者名
      Hata Koichiro、Nishio Takahiro、Kageyama Shoichi、Ogiso Satoshi、Fukumitsu Ken、Kumagai Motoyuki、Kanemitsu Hideo、Yamazaki Kazuhiro、Minatoya Kenji、Hatano Etsuro
    • 雑誌名

      Journal of Hepato-Biliary-Pancreatic Sciences

      巻: 29 ページ: 1

    • DOI

      10.1002/jhbp.1138

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of Preoperative CEA Uptrend on Survival Outcomes in Patients with Colorectal Liver Metastasis After Hepatectomy2022

    • 著者名/発表者名
      Hori Yutaro、Seo Satoru、Yoh Tomoaki、Ueno Kentaro、Morino Koshiro、Toda Rei、Nishio Takahiro、Koyama Yukinori、Fukumitsu Ken、Ishii Takamichi、Hata Koichiro、Masui Toshihiko、Taura Kojiro、Hatano Etsuro
    • 雑誌名

      Annals of Surgical Oncology

      巻: 29 ページ: 6745~6754

    • DOI

      10.1245/s10434-022-11973-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of anatomical liver resection on patient survival in KRAS-wild-type colorectal liver metastasis: A multicenter retrospective study2022

    • 著者名/発表者名
      Kawai Takayuki、Ishii Takamichi、Uchida Yoichiro、Sato Asahi、Naito Shigetoshi、Kitaguchi Kazuhiko、Komatsubara Takashi、Nakamura Ikuo、Ogiso Satoshi、Fukumitsu Ken、Seo Satoru、Fujikawa Takahisa、Yasuchika Kentaro、Hirose Tetsuro、Zaima Masazumi、Taura Kojiro、Hatano Etsuro、Terajima Hiroaki
    • 雑誌名

      Surgery

      巻: 172 ページ: 1133~1140

    • DOI

      10.1016/j.surg.2022.05.014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Conceptual Classification of Resectability for Hepatocellular Carcinoma2022

    • 著者名/発表者名
      Yoh Tomoaki、Ishii Takamichi、Nishio Takahiro、Koyama Yukinori、Ogiso Satoshi、Fukumitsu Ken、Uchida Yoichiro、Ito Takashi、Seo Satoru、Hata Koichiro、Hatano Etsuro
    • 雑誌名

      World Journal of Surgery

      巻: 47 ページ: 740~748

    • DOI

      10.1007/s00268-022-06803-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Correction: A Conceptual Classification of Resectability for Hepatocellular Carcinoma2022

    • 著者名/発表者名
      Yoh Tomoaki、Ishii Takamichi、Nishio Takahiro、Koyama Yukinori、Ogiso Satoshi、Fukumitsu Ken、Uchida Yoichiro、Ito Takashi、Seo Satoru、Hata Koichiro、Hatano Etsuro
    • 雑誌名

      World Journal of Surgery

      巻: 47 ページ: 749~749

    • DOI

      10.1007/s00268-022-06838-w

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The usefulness of preoperative bile cultures for hepatectomy with biliary reconstruction2022

    • 著者名/発表者名
      Makino Kenta、Ishii Takamichi、Yoh Tomoaki、Ogiso Satoshi、Fukumitsu Ken、Seo Satoru、Taura Kojiro、Hatano Etsuro
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 8 ページ: e12226~e12226

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2022.e12226

    • 査読あり
  • [学会発表] 高区域グラウトにおける動脈再建の工夫2022

    • 著者名/発表者名
      福光剣
    • 学会等名
      第40回日本肝移植学会学術集会
  • [学会発表] result of liver first approach for lilver metastasis of colorectal cancer2022

    • 著者名/発表者名
      Ken Fukumitsu
    • 学会等名
      第34回日本肝胆膵外科学会
  • [学会発表] multidisciplinary approach to complex case scenarios: perihilar cholangiocarcinoma2022

    • 著者名/発表者名
      Ken Fukumitsu
    • 学会等名
      ILTS Digital
  • [学会発表] 生体由来3次元ECMを用いた肝臓作製~肝細胞機能、血管構造、胆管構造における各々の進歩~2022

    • 著者名/発表者名
      福光剣
    • 学会等名
      第58回日本移植学会総会
  • [図書] 外科レジデントのための肝胆膵のベーシック手術2023

    • 著者名/発表者名
      波多野 悦朗、貝原 聡
    • 総ページ数
      176
    • 出版者
      日本医事新報社
    • ISBN
      978-4-7849-6955-5

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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