Monitoring of transplanted hepatocytes and analysis of immune rejection responses in the hepatocyte chimeric mouse system.

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K09354
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 石川 哲也 名古屋大学, 医学系研究科(保健), 教授 (10288508)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 弘康 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (80373075)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 肝細胞移植 / 免疫拒絶

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、重症の急性・慢性肝不全などに対する肝細胞あるいは幹細胞由来肝様細胞移植のモデルとして肝細胞キメラマウスを作製し、移植肝細胞に対する免疫拒絶に関しての検討を試みた。ヒト単純ヘルペスウイルス（HSV）のチミジンキナーゼ遺伝子（TK）を肝細胞において発現するトランスジェニックマウス、HSVtk-tgではガンシクロビル（GCV）投与によりTKを発現する自己肝細胞が死滅し、他個体からの肝細胞移植が可能となる。我々はC57BL/6、Balb/cと遺伝的背景の異なるHSVtk-tgに対し、C57BL/6由来のGFP発現トランスジェニックマウス（GFP-tg）から分離した肝細胞を移植することで、同系（Auto）、異系（Allo）条件下でのGFP発現肝細胞移植モデルを作製した。移植8週後のAutoモデルでは、18.2%から73.2%の肝細胞がGFP陽性となり置換率の高いマウスほど、体重増加、移植後のALT値の低下が明らかな傾向がみられた。また、GFP陽性肝細胞の周囲に炎症細胞浸潤を認め、GFPに対する免疫応答が誘導されていることが示唆された。移植8～11週後のAlloモデルではGFP陽性細胞は認めず、体重増加、ALT値の低下も認めなかった。肝組織像では、GCV単独投与（Sham）モデルと類似した変性肝細胞が主体であった。ただし、AlloではShamにはない大血管周囲の線維化像を認め、生着後のアロ肝細胞に対する拒絶応答の結果と考えらえた。Alloから分離した脾細胞と、GFP-tg脾細胞などドナー側の細胞との混合培養によるリンパ球混合培養反応（MLR）を実施し、レシピエントの免疫系によるアロ抗原、外来抗原に対する免疫応答が惹起されていることが確認された。肝細胞キメラマウス作製系は、肝細胞移植治療における免疫拒絶の機序の解明、治療法の構築に有用なモデルとなり得ることが確認された。

Research Products

• [Journal Article] In utero exposure to di(2-ethylhexyl)phthalate suppresses blood glucose and leptin levels in the offspring of wild-type mice. (2019)
  • Author(s): Hayashi Y, Ito Y, Naito H, Tamada H, Yamagishi N, Kondo T, Ishikawa T, Gonzalez FJ, Nakajima T.
  • Journal Title: Toxicology Volume: 415 Pages: 49-55
  • DOI: 10.1016/j.tox.2019.01.008
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] In vivo real-time monitoring system using probe electrospray ionization/tandem mass spectrometry for metabolites in mouse brain. (2018)
  • Author(s): Zaitsu K, Hayashi Y, Murata T, Yokota K, Ohara T, Kusano M, Tsuchihashi H, Ishikawa T, Ishii A, Ogata K, Tanihata H.
  • Journal Title: Analytical Chemistry Volume: 90 Pages: 4695-4701
  • DOI: 10.1021/acs.analchem.7b05291
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Metabolome analysis of the serotonin syndrome rat model: Abnormal muscular contraction is related to metabolic alterations and hyper-thermogenesis. (2018)
  • Author(s): Zaitsu K, Noda S, Iguchi A, Hayashi Y, Ohara T, Kimura Y, Koketsu Y, Kosaki T, Kusano M, Sato T, Ishikawa T, Tsuchihashi H, Suzuki K, Ishii A.
  • Journal Title: Life Sciences Volume: 207 Pages: 550-561
  • DOI: 10.1016/j.lfs.2018.06.031
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Imaging of angiogenesis of human umbilical vein endothelial cells by uptake of exosomes secreted from hepatocellular carcinoma cells. (2018)
  • Author(s): Yukawa H, Suzuki K, Aoki K, Arimoto T, Yasui T, Kaji N, Ishikawa T, Ochiya T, Baba Y.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 8 Pages: 6765
  • DOI: 10.1038/s41598-018-24563-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effective transplantation of 2D and 3D cultured hepatocyte spheroids confirmed by quantum dot imaging. (2018)
  • Author(s): Okumura H, Nanizawa E, Nakanishi A, Yukawa H, Hashita T, Iwao T, Baba Y, Ishikawa T, Matsunaga T.
  • Journal Title: Advanced Biosystems Volume: 2 Pages: 1800137
  • DOI: 10.1002/adbi.201800137
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 量子ドットイメージング技術を用いた移植幹細胞と免疫細胞のinteraction 機構解明 (2018)
  • Author(s): 北村晃大、湯川博、佐藤和秀、有本知子、小野島大介、石川哲也、馬場嘉信
  • Organizer: 第39回日本炎症・再生医学会
• [Presentation] iPS細胞由来肝様細胞に対する量子ドットを用いたラベル化手法の確立と移植後のin vivoイメージング (2018)
  • Author(s): 名仁澤英里、林由美、湯川博、石川哲也
  • Organizer: 第39回日本炎症・再生医学会
• [Presentation] 探針エレクトロスプレーイオン化タンデム質量分析（PESI/MS/MS）とScheduled SRM法を用いた生体組織のインタクト・メタボロミクス法の構築 (2018)
  • Author(s): 近藤健太、林由美、村田匡、土屋弥月、大原倫美、石川哲也、緒方是嗣、土橋均、石井晃、財津桂
  • Organizer: 第43回日本医用マススペクトル学会年会
• [Presentation] 探針エレクトロスプレーイオン化タンデム質量分析（PESI/MS/MS）を用いたin vivoリアルタイム・モニタリングシステムの構築 (2018)
  • Author(s): 林由美、財津桂、村田匡、土橋均，石井晃、緒方是嗣、石川哲也
  • Organizer: 第43回日本医用マススペクトル学会年会
• [Presentation] マウス肝障害モデルにおけるトロンボモジュリン遺伝子導入脂肪由来肝細胞の炎症軽減効果について (2018)
  • Author(s): 山本万智、名仁澤英里、今井田藍、山崎花那子、園玲華、玉置優貴、宮下凛太郎、林由美、石川哲也
  • Organizer: 第65回日本臨床検査医学会学術集会