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放射線誘発性肝損傷後の肝再生は、ゲッティンゲンミニブタのPETによる肝胆汁分泌量の増加と関連している
Hepatic regeneration following radiation-induced liver injury is associated with increased hepatobiliary secretion measured by PET in Göttingen minipigs.
PMID: 32616907 PMCID: PMC7331737. DOI: 10.1038/s41598-020-67609-y.
抄録
正常な肝臓組織は放射線に対して非常に脆弱であり、肝腫瘍の放射線治療の課題となっている。ここでは、ミニブタモデルを用いて、放射線誘発性肝障害が2つの特異的肝機能および肝細胞再生に及ぼす影響を調べた。5匹のゲッティンゲンミニブタを、1画分（14Gy）の全肝定位放射線治療（SBRT）に曝露し、4～5週間後に検査した；5匹のブタを対照とした。すべてのブタは、共役胆汁酸トレーサー[N-メチル-C]コリルサルコシン（[C]CSar）とガラクトース類似トレーサー[F]フルオロ-2-デオキシ-D-ガラクトース（[F]FDGal）を用いた肝臓のin vivoポジトロン断層撮影（PET）検査を受けた。肝組織サンプルを病理組織学的に、および肝細胞分裂、増殖およびアポトーシスの免疫組織化学的評価によって評価した。照射したブタでは、肝細胞から肝内胆管への[C]CSarの分泌速度定数が対照と比較して2倍に増加し、肝細胞内での[C]CSarの滞留時間が減少した。また、照射したブタでは、[F]FDGalの全身クリアランスがわずかに増加し、肝細胞の再生が3倍に増加した。以上のことから、全肝照射後の肝実質損傷と再生の増加は、肝胆汁酸の分泌亢進と関連していることが示唆された。ミニブタの全肝SBRTは、最終的には放射線誘発性肝障害の大動物モデルとなり、通常の組織保護法の試験に利用できる可能性がある。
Normal liver tissue is highly vulnerable towards irradiation, which remains a challenge in radiotherapy of hepatic tumours. Here, we examined the effects of radiation-induced liver injury on two specific liver functions and hepatocellular regeneration in a minipig model. Five Göttingen minipigs were exposed to whole-liver stereotactic body radiation therapy (SBRT) in one fraction (14 Gy) and examined 4-5 weeks after; five pigs were used as controls. All pigs underwent in vivo positron emission tomography (PET) studies of the liver using the conjugated bile acid tracer [N-methyl-C]cholylsarcosine ([C]CSar) and the galactose-analogue tracer [F]fluoro-2-deoxy-D-galactose ([F]FDGal). Liver tissue samples were evaluated histopathologically and by immunohistochemical assessment of hepatocellular mitosis, proliferation and apoptosis. Compared with controls, both the rate constant for secretion of [C]CSar from hepatocytes into intrahepatic bile ducts as well as back into blood were doubled in irradiated pigs, which resulted in reduced residence time of [C]CSar inside the hepatocytes. Also, the hepatic systemic clearance of [F]FDGal in irradiated pigs was slightly increased, and hepatocellular regeneration was increased by a threefold. In conclusion, parenchymal injury and increased regeneration after whole-liver irradiation was associated with enhanced hepatobiliary secretion of bile acids. Whole-liver SBRT in minipigs ultimately represents a potential large animal model of radiation-induced liver injury and for testing of normal tissue protection methods.