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妊娠における母体肝臓リモデリング機構の解析

上月, 智司 京都大学 DOI:10.14989/doctor.k24053

2022.03.23

概要

肝臓は、生体の代謝機能の制御において中心的な役割を果たす臓器である。肝臓の機能的な構造単位である肝小葉は、門脈とそれに付随する胆管、ならびに中心静脈の配置によって区画化されている。肝臓に流入する門脈血および動脈血は肝細胞により代謝され、中心静脈より流出する。一方、肝細胞で生産された胆汁は血液とは逆向きに流れ、胆管を通り胆のうで貯蔵される。肝臓は、体の生理的な変化によってサイズが変化することが知られている。例えば妊娠においては、母体内で急速な代謝変化が生じ、これに伴い肝臓が肥大化する。これまでに、妊娠期において肝細胞の増殖と細胞サイズが亢進することが報告されているが、胆管上皮細胞の動態は不明である。そこで申請者は、妊娠期における胆管上皮細胞の動態を解析した。まず、胆管上皮細胞は、妊娠初期に一過的に増殖能力を獲得することを示した。また、細胞系譜追跡実験から、胆管上皮細胞は妊娠期において自己複製し、肝細胞へは分化しないことを明らかにした。さらに、妊娠初期の胆管上皮細胞ではYAP関連遺伝子の発現が変動し、YAPの核内移行が促進されていた。YAPの機能阻害薬を妊娠マウスに投与すると、胆管上皮細胞の増殖が抑制された。以上の結果より、胆管上皮細胞は、妊娠初期においてYAP依存的に増殖することが明らかとなった。

次に、妊娠における肝細胞増殖の時空間制御について解析した。まず、門脈周囲と中心静脈周囲の肝細胞は、妊娠初期と後期にそれぞれ一過的に増殖する現象が観察され、時空間制御機構の存在が明らかとなった。妊娠初期の肝細胞の増殖を抑制すると、肝臓肥大化が抑制されるとともに、母体の高血糖、耐糖能異常、胎児の巨大化等の妊娠期糖尿病の症状が誘発された。また、グルコースおよびグリコーゲン代謝経路に関連する遺伝子の発現が変動し、肝臓グリコーゲン貯蔵量が減少した。妊娠初期に門脈周囲の肝細胞が増殖するメカニズムを明らかにするため、レーザーマイクロダイセクション(LMD)により門脈域、中心静脈域、中間域を切り取り遺伝子発現解析したところ、妊娠初期の門脈域では、肝がんの発生や細胞増殖に関わることが知られている遺伝子の発現が上昇していた。この遺伝子を肝細胞でノックダウンすると、妊娠後期における中心静脈域の肝細胞増殖は変化しないが、妊娠初期の門脈域の肝細胞増殖が抑制された。さらに、胎児の肥大化が見られ、妊娠期糖尿病の可能性が示唆された。これらの結果より、妊娠初期の門脈周囲肝細胞の増殖が母体のグルコース恒常性維持および、妊娠期糖尿病の予防に重要であることが明らかとなった。

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参考文献

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