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研究テーマ

肝疾患治療法開発グループ

 当研究グループでは血小板による肝硬変の肝再生メカニズムの詳細な解析を行い、血小板製剤を用いたこれまでにない新しい肝炎・肝硬変に対する抗炎症・抗線維化および肝臓再生治療の確立を目指しています。

 

なぜ血小板に注目しているのか?

<血小板の形態>
 血小板は4~7μmの無核の構造をしています。内部の顆粒にPDGF、IGF-1、VEGF、Serotonin、S1P、ATPなどの様々な生理活性物質が含まれています。すでに歯科口腔外科領域では血小板の骨再生促進能力を応用して、インプラント治療に血小板ペーストが用いられ始めています。
 当研究室では血小板の機能に着目して、血小板を肝疾患の治療に応用する研究を行ってきました。

 

血小板による肝再生促進作用



肝臓の再生を調べる実験には右の図のようなマウスの70%肝切除モデルが用いられています。トロンボポエチンは血小板を増加させる増殖因子です。当研究室ではマウス70%、90%肝切除モデルでトロンボポエチンにより血小板を増加させると肝再生促進作用が認められることを明らかにしました(1-3)。ブタを用いた大型動物モデルでも、血小板に肝切除後の障害抑制効果があることを明らかにしました(4)。


 

 

 


<70%肝切除後の肝再生>
<90%肝切除後の生存率>

このほか、肝臓の再生には迷走神経が重要な働きをしていることも明らかにしています(5)。

主な論文

  1. Platelets Promote Liver Regeneration under Conditions of Kupffer Cell Depletion after Hepatectomy in Mice. Murata S, Matsuo R, Ikeda O, Myronovych A, Watanabe M, Hisakura K, Nakano Y, Hashimoto I, Ohkohchi N. World Journal of Surgery, 32: 1088-1096. 2008
  2. Platelets Promote Liver Regeneration in Early Period after Hepatectomy in Mice. Murata S, Ohkohchi N, Matsuo R, Ikeda O, Myronovych A, Hoshi R. World Journal of Surgery, 31: 808-816. 2007
  3. Role of Platelets on Liver Regeneration After 90% Hepatectomy in Mice. Myronovych A, Murata S, Chiba M, Matsuo R, Ikeda O, Watanabe M, Hisakura K, Nakano Y, Kohno K, Kawasaki T, Hashimoto I, Shibasaki Y, Yasue H, Ohkohchi N. Journal of Hepatology, 49: 363-372. 2008
  4. Platelets Prevent Acute Liver Damage after Extended Hepatectomy in Pigs. Hisakura K et al,Journal of Hepato-Biliary-Pancreatic Sciences,17(6);855-864. 2010
  5. Autonomic regulation of liver regeneration after partial hepatectomy in mice. Ikeda O, Ozaki M, Murata S, Matsuo R, Nakano Y, Watanabe M, Hisakura K, Myronovych A, Kawasaki T, Kohno K, Ohkohchi N. Journal of Surgical Research , 152: 218-223. 2009

 

血小板による肝再生促進効果のメカニズム解析

 マウス血小板とマウス肝細胞を用いて、マウス血小板中のHGFとIGF-1が強力な肝細胞増殖効果を有することを明らかにしました(6)。
 血小板の肝細胞増殖に関するシグナル伝達系としてはAkt経路やERK1/2経路が重要であることが分かりました。

血小板の幹細胞増殖に関するシグナル伝達

 また、血小板の寿命は1週間程度と短く、献血の血小板製剤も96時間しか保存できないことから血小板の長期保存法を検討しました。その結果、プログラムフリージング法を用いた凍結乾燥血小板を開発しました。培養肝細胞に対してはこの凍結乾燥血小板が新鮮な血小板とほぼ同等の細胞増殖効果を有することを明らかにしました(7)。
 現在、ヒト血小板がヒト肝類洞内皮細胞を活性化し、内皮細胞がヒト肝細胞を増殖させるメカニズムの解明を行っています(8)。

主な論文

  1. Platelets strongly induce hepatocyte proliferation with IGF-1 and HGF in vitro. Matsuo R, Ohkohchi N, Murata S, Ikeda O, Nakano Y, Watanabe M, Hisakura K, Myronovych A, Kubota T, Narimatsu H, Ozaki M. Journal of Surgical Research, 45: 279-286. 2008
  2. Freeze-dried platelets promote hepatocyte proliferation in mice. Hoshi R, Murata S, Matsuo R, Myronovych A, Hashimoto I, Ikeda H, Ohkohchi N. Cryobiology, 55: 255-260. 2007
  3. Activation of human liver sinusoidal endothelial cell by human platelets induces hepatocyte proliferation. Kawasaki T, Murata S, Ohkohchi N, Journal of Hepatology. 53(4);648-654. 2010
  4. Platelet administration via the portal vein promotes liver regeneration in rats after 70% hepatectomy. Matsuo R, Nakano Y, Ohkohchi N. Annals of surgery. 235(4);759-763. 2011

 

血小板による肝線維化抑制効果

 血小板増加によってマウスおよびラット慢性肝炎モデルの肝線維化を有意に抑制することを世界で初めて明らかにしました (9, 10)。下の写真で右側はトロンボポエチン投与によって血小板数が増加し、赤い線維化の部分が減少しています。

<肝臓の線維化>

 血小板による肝線維化抑制の機序としてトロンボポエチン投与によって血小板を増加させると、肝線維化の中心である星細胞の活性化をもたらすTGF-betaが著明されて、線維を溶解するMMP9の発現増強がもたらされることを明らかにしました。

 <トロンボポエチン投与によるTGF betaおよびMMP9の変化>

主な論文

  1. Platelets contribute to the reduction of liver fibrosis in mice.  Watanabe M, Murata S, Hashimoto I, Nakano Y, Ikeda O, Aoyagi Y, Matsuo R, Fukunaga K, Yasue H, Ohkohchi N. Journal of Gastroenterology and Hepatology, 24: 78-89.2009
  2. Single Administration of Thrombopoietin Prevents Progression of Liver Fibrosis and Promotes Liver Regeneration after Partial Hepatectomy in Cirrhotic Rats. Murata S, Hashimoto I, Nakano Y, Myronovych A, Watanabe M, Ohkohchi N. Annals of Surgery, 248: 821-828. 2008

 

血小板による肝線維化抑制効果のメカニズムの解明

 現在、ヒト血小板がヒト肝星細胞を抑制するメカニズムに関して研究を行っています。

 

血小板による劇症・急性肝炎抑制効果の検討

 トロンボポエチンによって血小板を増加させることにより劇症・急性肝炎における肝細胞障害を著明に抑制することを明らかにしました。マウスにFas ligandを投与して劇症肝炎を作製し、トロンボポエチン投与による血小板増加を行うと、ALTの著明な減少と肝アポトーシス細胞の有意な減少を認めました (12)。

 <トロンボポエチン投与による肝障害抑制効果>
 ALT         アポトーシス細胞

 肝細胞にアポトーシスを誘導すると活性型caspase 3が発現するが、血小板添加によりアポトーシス抑制分子のBcl-xlが発現し、活性型caspase 3の発現は抑制されることが分かりました。
 肝臓の手術において、出血を制御するためにPringle法を用いるのが一般的です。しかし、この間肝臓は虚血状態となります。一旦肝臓の血流が遮断された後再び血液が流れ出すと虚血再灌流障害 が起きます。この肝障害モデルにおいてKupffer細胞および血小板の動きを同時に生体顕微鏡でとらえることに成功しました。
 虚血再灌流障害においてKupffer細胞と血小板の膠着が増加しており、虚血再灌流障害に両者が膠着する現象が関与している可能性が示唆されます。
 また、Kupffer細胞と血小板の膠着現象を電子顕微鏡でも捉えることができました。(13-16)。

生体蛍光顕微鏡

生体蛍光顕微鏡

Kupffer

主な論文

  1. Platelets Prevent Acute Hepatitis Induced by Anti-Fas Antibody
    Hisakura K, Murata S, Matsuo R, Paku S, Ikeda N, Kawasaki T, Kohno K,  Myronovych A, Nakano Y, Ikeda O, Watanabe M, Ohkohchi N. Journal of Gastroenterology and Hepatology,  26(2);348-355.2011
  2. Platelet Dynamics in the Early Phase of Postischemic Liver in Vivo.
    Nakano Y, Kondo T, Matsuo R, Hashimoto I, Kawasaki T, Kohno K, Myronovych A, Tadano S, Hisakura K, Ikeda O, Watanabe M, Murata S, Fukunaga K, Ohkohchi N. Journal of Surgical Research.149: 192-198. 2008
  3. Prevention of leukocyte activation by the neutrophil elastase inhibitor, sivelestat, in the hepatic microcirculation after ischemia-reperfusion.  Nakano Y, Kondo T, Matsuo R, Murata S, Fukunaga K, Ohkohchi N. Journal of Surgical Research. 155: 311-317.2009
  4. Platelet adhesion in the sinusoid caused hepatic injury by neutrophils after hepatic ischemia reperfusion. Pak S, Kondo T, Nakano Y, Murata S, Fukunaga K, Oda T, Sasaki R, Ohkohchi N, Platelets. 21(4);282-288.2010
  5. Interaction between Kupffer cells and platelets in the early period of hepatic ischemiaereperfusion injuryd - An in vivo study. Tamura T, Kondo T, Pak S, Nakano Y, Murata S, Fukunaga K, Ohkohchi N. Journal of Surgical Research. 178(1);443-451.2012

 

C型慢性肝炎(肝硬変を含む)患者に対する新規治療法の研究

 血小板増加療法として経口血小板増加薬であるレボレード(一般名エルトロンボパグ)を6か月間内服する探索的臨床試験を行っています。レボレードはすでに特発性血小板減少性紫斑病に対して保険適応のある薬剤です。この臨床試験では経口血小板増加薬のC型慢性肝炎に対する安全性、肝機能改善効果、抗線維化効果を検討します。本臨床研究は終了し、現在結果の解析中です。

 

C型慢性肝炎(肝硬変を含む)患者に対する新規治療法の研究