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肝細胞と脂肪由来幹細胞の共移植による移植肝細胞生着促進効果に関する検討

山名 浩樹 東北大学

2022.03.25

概要

【研究背景】肝細胞移植は肝臓移植の代替療法として期待されている。しかし、移植肝細胞の生着効率が極めて低いという問題点があり、生着率向上を目的とした様々な研究が行われている。脂肪由来幹細胞(adipose tissue-derived stem cell: ADSC)は増殖能と分化能を有する脂肪組織由来の間葉系幹細胞で、種々の細胞に対して増殖促進や細胞保護作用を有する。実際、肝細胞移植と多くの類似点を有する膵島移植において、ADSC はグラフト生着を促進する事が知られている。そこで本研究においては、肝細胞を ADSC と共移植する事により肝細胞の生着が促進されるのではないかという仮説を立て、肝細胞と ADSC の共移植が移植肝細胞生着に及ぼす影響を明らかにし、その作用発現機序を検討した。

【研究方法】移植実験には肝細胞およびADSC に対するドナーをF344 ラット、レシピエントを血清アルブミン値が極めて低い無アルブミン F344 ラットとする同種同系 モデルを用い、血清アルブミン値の測定により肝細胞の生着を評価した。腎被膜下 および肝臓に肝細胞と ADSC を共移植し、細胞生着を評価するために血清アルブミ ン濃度を経時的に測定した。腎被膜下移植では、肝細胞と ADSC を腎被膜下に共移 植した群(CoTx 群)と肝細胞のみを移植した群(HTx 群)を比較した。また、肝細 胞と ADSC を同側の腎被膜下に共移植した群(Hemi-CoTx 群)と、左右の腎被膜下 に分けて移植した群(Sep-CoTx 群)を比較し、移植部位の影響を検討した。さらに、両細胞を門脈へ共移植(IPO-CoTx 群)し、肝細胞単独移植群(IPO-HTx 群)と比較した。移植後の腎臓および肝組織の組織学的評価を行い、また門脈への共移植においては、蛍光標識細胞を移植する事で両細胞を追跡し、肝内における位置関係を検討した。作用機序の検討に関しては、in vitro 共培養モデルを用いて、まず ADSC が肝細胞機能に及ぼす影響を評価し、共培養上清中に含まれる肝細胞機能を向上させる候補因子を抽出した。続いて、共培養上清が肝細胞機能に及ぼす影響を評価し、その上で候補因子に対する中和抗体を共培養上清に添加する阻害試験を行った。

【結果】腎被膜下移植におけるCoTx 群の血清アルブミン値は、HTx 群と比較して有意に高値を示した(p<0.001)。また、Hemi-CoTx 群の血清アルブミン値が、Sep- CoTx 群と比較し有意に高値を示した(p<0.001)。門脈移植でも腎被膜下移植と同様に、IPO-CoTx 群の血清アルブミン値は IPO-HTx 群と比較して有意に高値を示し(p<0.001)、蛍光標識による追跡では移植肝細胞の約 50%が ADSC と接着していた。in vitro モデルでは、ADSC との共培養で肝細胞のアンモニア代謝機能が向上し(p<0.001)、培養上清のマルチプレックス解析により、肝細胞増殖因子、血管内皮細胞増殖因子、インターロイキン-6 が肝細胞の機能向上因子として抽出された。共培養上清を用いた培養で肝細胞の機能向上が確認され(p<0.001)、これらの3因子に対する中和抗体を用いた阻害試験で肝細胞機能の向上効果が抑制された(p<0.01)。

【結論】本研究により、ADSC の共移植が移植肝細胞の生着を促進する事が明らかになった。この促進効果は肝細胞と ADSC が近接する場合に見受けられ、ADSC から分泌される肝細胞増殖因子、血管内皮細胞増殖因子、インターロイキン-6 等の因子が移植肝細胞に作用する事で発揮されるものと推察された。

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