인공간 시스템 적용을 위한 돼지 간세포의 대량 분리 및 배양
Isolation and Culture of Pig Hepatocyte in Large Scale for the Application of Bioartificial Liver System
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초록
목적: 전격성 간부전 환자의 유일한 치료법인 간이식술은 공여간의 부족으로 제한된 환자에게서만 시술이 가능하다. 이러한 이유로 여러 가지 간기능 보조 장치가 개발 중인데 이중 체외 순환형 인공간 시스템 연구가 가장 활발히 진행되고 있다. 인공간 시스템의 연구에 있어서는 간 고유의 기능을 장기간 유지할 수 있는 간세포의 분리, 배양법이 집중적으로 연구되고 있다. 이에 본 연구진은 돼지에서 간세포 분리 및 배양 방법을 확립하고 단층 배양과 구상체 배양의 기능을 비교 분석하고자 하였다. 방법: 10kg내외의 암퇘지에서 전간을 적출한 후 2단계 효소관류 분리 방법에 의해서 간세포를 분리한 후 생존율을 검사하고 단층배양과 구상체 배양을 시도하였다. 암모니아 농도와 요소 농도를 측정해서 배양된 간세포의 기능을 규명하였다. 결과: 총 23마리 돼지 실험 결과 86.84±8.04%의 생존율과 7.82±5.40×109개의 세포 수를 얻었고, 단층 배양과 구상체 배양 결과 암모니아 제거율과 요소 생성능에 있어서 구상체 배양이 단층 배양에 비해 우수하였음을 확인할 수 있었다. 결론: 본 연구를 통해 대량의 돼지 간세포 분리법을 확립하였고, 배양한 간세포는 기능상으로 안정된 세포로 인공간에 적용 가능하였다. 하지만 이상적인 인공간의 세포 충진 형태인 구상체 간세포를 적용하기 위한 더욱 다양한 시도가 요구되리라 사료된다.색인단어: 인공간 시스템, 간세포, 단층 배양, 구상체 배양, 돼지
Abstract
Background/Aims: Acute hepatic failure is a serious problem. Its mortality reaches up to 80%. Only liver transplantation has been accepted as a definite treatment for patients with hepatic failure but shortage of donor organs is the main obstacle of this approach. A possible solution to this problem is a bioartificial liver system, perfusion of patients blood to isolated hepatocyte. In this study, we performed the isolation and culture of pig hepatocyte in large scale for the application of bioartificial liver system. Methods: Hepatocyte isolation was performed by two-step collagenase method via portal vein perfusion in 10kg female pigs. After that, we compared the functional differences of the spheroid culture to the monolayer culture of hepatocyte. The viability and the function of hepatocyte were assessed using trypan-blue exclusion test and the measurement of the rate of ureagenesis and ammonia removal. Results: The average viability and yield of hepatocyte were 86.8±8.0 % and 7.8±5.4×109, respectively. The spheroid culture was superior to the monolayer culture in functional aspect of hepatocyte, and their differences, especially for ammonia removal, were more apparent in parallel with culture time. Conclusions: For hepatocyte isolation, we obtained sufficient viability and yield of hepatocyte for clinical usage of bioartificial liver system. The function of hepatocyte seems to be better in the spheroid culture than in the monolayer culture. Further studies are needed for application of bioartificial liver system in clinical setting. (Korean J Hepatol 2002;8:249-255)