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研究交流

肝再生と血小板

大河内信弘
筑波大学大学院人間総合科学研究科　
疾患制御医学専攻　消化器外科・臓器移植分野

はじめに

　正常肝臓は、肝障害時や肝切除術後の肝細胞喪失および続発する肝機能障害に対し、残肝中の肝細胞の肥大や細胞増殖により肝容積および肝機能を回復し、生体の恒常性を維持しようとする能力を備えている。これを肝再生と呼び、古くから研究が行われてきたが、今日の解決すべき臨床的課題として、次の三つの肝再生機能不全の病態を挙げることができる。肝切除後や肝移植後の肝再生機能不全、劇症肝炎に代表される急性の大量肝細胞喪失時の肝再生機能不全、そして、肝硬変に代表される慢性障害肝における肝再生機能不全である。われわれは、血小板が様々な生理活性物質を内包することに着目し、これらの病態の肝再生における血小板の役割について解明してきた。本稿では、肝再生における血小板の優れた効能について概説する。

血小板は肝切除後肝再生を促進する

マウスの 70% 肝切除モデルを用いて、肝切除後の肝再生を検討した。血小板増加因子（thrombopoietin, TPO）を用いて末梢血中血小板数を術前に増加させた TPO 群では、術後の肝再生の指標である肝体重比、残肝の mitotic indexおよび Ki-67 labeling index はコントロール群に対し有意に増加した(1)。また、TPO 群で肝組織中 HGF 濃度が増加し、術後早期の類洞膠着血小板数が増加していたことから、HGF などの血小板中の物質が肝細胞に作用し肝再生を促進していることが示唆された（図1A, 1B）。そこで、マウス肝細胞とマウス血小板とを用いて、in vitro で血小板の肝細胞に対する増殖効果を検討すると、血小板添加で肝細胞の [3H]-methyl thymidine の取り込みは増加し、肝細胞の Akt および ERK 1/2 のリン酸化が増加した（図1C）。血小板に含まれるたんぱく質をゲル濾過法で分画し、その中に含まれる再生促進因子を検索するとＨＧＦおよびＩＧＦ-１であった (2)。これらの結果から、血小板は in vivo、in vitro ともに肝細胞に対し増殖効果を有することが明らかになった。また、肝切除後の門脈への濃厚血小板血漿投与においても術後肝再生の促進効果を認め（図1D, 1E）、マウス肝切除術後の完全致死モデルである 90% 肝切除においても、TPO 群のコントロール群に対する術後生存率の有意な改善を認めている（図1F）(3,4)。


図1

一方、肝切除後に血小板は類洞に膠着することから、血小板の類洞内皮に対する作用に注目し、類洞内皮を介する肝再生効果について、ヒト血小板とヒト類洞内皮細胞、そしてヒト肝細胞を用いて in vitro で検討した。類洞内皮細胞に血小板を添加すると、類洞内皮細胞より IL-6 の分泌が促進され、その IL-6が肝細胞の STAT3 のリン酸化と BrdU 取り込みを促進した。また、血小板中の sphingosine-1-phosphate（S1P）が類洞内皮細胞へ IL-6 分泌刺激を与えていた(5)。この結果から、血小板は S1P を放出し、類洞内皮細胞からの IL-6 分泌を促進し、肝細胞増殖を促進するメカニズムが明らかになった（図2）。


図2

血小板は肝細胞壊死を抑制する

　マウスの抗 Fas 抗体投与による急性肝障害モデルを用いて、血小板の肝臓庇護作用を検討した。TPO を用いて末梢血中血小板数を増加させた TPO 群ではコントロール群に比較し、血清 ALT 値の有意な低下（図3A）、肝組織切片におけるTUNEL 染色率の低下および肝細胞壊死像の減少（図3B）、そして肝組織中の cleaved caspase-3 の発現の抑制が認められた（図3C）(6)。これらの結果から、血小板は急性肝障害時の肝細胞壊死を抑制し、肝臓庇護作用を示すことが明らかになった。


図3

血小板は硬変肝における肝再生を促進する

　マウスの四塩化炭素投与による肝線維化モデルを用いて、血小板の肝再生促進効果を検討した。四塩化炭素による肝線維化群、TPO を用いて末梢血中血小板数を増加させた肝線維化＋TPO 群、および脾臓摘出術で末梢血中血小板数を増加させた肝線維化＋脾摘群の 3 群を作成した。肝線維化群に比較し、肝線維化＋TPO 群および肝線維化＋脾摘群では、肝体重比および肝組織切片の Mitotic index の有意な増加を認めた（図4A）(7)。また、ラットのジメチルニトロサミン（DMN）投与による肝線維化モデルにおける 70 % 肝切除術後の肝再生を検討した。DMN による肝線維化群、および TPO を用いて末梢血中血小板数を増加させた肝線維化＋TPO 群の 2 群を作成した。肝線維化群に比較し肝線維化＋TPO 群では、肝切除後の残肝組織切片の Mitotic index および PCNA labeling index の有意な増加を認めた（図4B）(8)。これらの結果から、血小板は線維化した肝臓においても肝再生促進効果を示した。


図4

おわりに

血小板の持つ肝再生促進作用および肝臓庇護作用を概説した。現在、われわれは、TPO 製剤の難治性肝疾患への臨床応用に向けて、TPO 製剤の安全性の検討やさらなる血小板を介した肝再生促進メカニズムの検討を行っている。本研究の成果は、術後肝不全や劇症肝炎、そして肝硬変に対する治療に新しい選択肢を提供するものと考えている。

引用文献

  1. Murata S, Ohkohchi N, Matsuo R, Ikeda O, Myronovych A, Hoshi R. Platelets promote liver regeneration in early period after hepatectomy in mice. World J Surg. 31: 808-16, 2007.
  2. Matsuo R, Ohkohchi N, Murata S, Ikeda O, Nakano Y, Watanabe M, Hisakura K, Myronovych A, Kubota T, Narimatsu H, Ozaki M. Platelets strongly induce hepatocyte proliferation with IGF-1 and HGF in vitro. J Surg Res. 145: 279-86, 2008.
  3. 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. Role of platelets on liver regeneration after 90% hepatectomy in mice. J Hepatol. 49: 363-72, 2008.
  4. Matsuo R, Nakano Y, Ohkohchi N. Platelet administration via the portal vein promotes liver regeneration in rats after 70% hepatectomy. Ann Surg. 253: 759-63, 2011.
  5. Kawasaki T, Murata S, Takahashi K, Nozaki R, Ohshiro Y, Ikeda N, Pak S, Myronovych A, Hisakura K, Fukunaga K, Oda T, Sasaki R, Ohkohchi N. Activation of human liver sinusoidal endothelial cell by human platelets induces hepatocyte proliferation. J Hepatol. 53: 648-54, 2010.
  6. Hisakura K, Murata S, Takahashi K, Matsuo R, Pak S, Ikeda N, Kawasaki T, Kohno K, Myronovych A, Nakano Y, Ikeda O, Watanabe M, Ohkohchi N. Platelets prevent acute hepatitis induced by anti-fas antibody. J Gastroenterol Hepatol. 26: 348-55, 2011.
  7. Watanabe M, Murata S, Hashimoto I, Nakano Y, Ikeda O, Aoyagi Y, Matsuo R, Fukunaga K, Yasue H, Ohkohchi N. Platelets contribute to the reduction of liver fibrosis in mice. J Gastroenterol Hepatol. 24: 78-89, 2009.
  8. Murata S, Hashimoto I, Nakano Y, Myronovych A, Watanabe M, Ohkohchi N. Single administration of thrombopoietin prevents progression of liver fibrosis and promotes liver regeneration after partial hepatectomy in cirrhotic rats. Ann Surg. 248: 821-8, 2008.

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