ラットにおけるアセトアミノフェン誘発性肝毒性に対するミトコンドリア移植の効果について

The effects of mitochondrial transplantation in acetaminophen-induced liver toxicity in rats.

抄録

AIMS:

アセトアミノフェン（APAP）の毒性は、世界的に急性肝障害に関連した死亡や肝不全の主要な原因の一つである。多くの研究で、ミトコンドリア機能障害がAPAP毒性の重要な損傷原因であることが確認されている。そこで本研究では、APAP毒性による肝障害に対するミトコンドリア移植の効果の可能性を検討することを目的とした。

AIMS: Acetaminophen (APAP) toxicity is one of the leading causes of acute liver injury-related death and liver failure worldwide. In many studies, mitochondrial dysfunction has been identified as an important cause of damage in APAP toxicity. Therefore, our study aimed to investigate the possible effects of mitochondrial transplantation on liver damage due to APAP toxicity.

主な研究方法:

APAPの毒性モデルは、APAPの毒性量を投与することで実施した。ミトコンドリア移植の有効性を示すために、現在臨床的に認められているN-アセチルシステイン（NAC）の投与と比較した。ミトコンドリア移植は、ミトコンドリアを門脈循環で肝臓に送り込み、それを脾臓に注入することで行われた。本研究では、ラットをSham、APAP、Control 1、APAP+mito、Control 2、APAP+NACの6群に無作為に分けた。実験の最後には、組織学的および生化学的分析が行われ、移植されたミトコンドリアの標的細胞への生体内分布も示されました。

MAIN METHODS: APAP toxicity model was implemented by administering a toxic dose of APAP. To demonstrate the efficiency of mitochondria transplantation, it was compared with N-acetylcysteine (NAC) application, which is now clinically accepted. Mitochondrial transplantation was carried out by delivering mitochondria to the liver via the portal circulation, which was injected into the spleen. In our study, the rats were randomly divided into 6 groups as Sham, APAP, Control 1, APAP+mito, Control 2, and APAP+NAC. In the end of the experiment, histological and biochemical analysis were performed and the biodistribution of the transplanted mitochondria to target cells were also shown.

重要な結果:

ミトコンドリア移植の成功が確認され、ミトコンドリア移植により肝臓の組織構造が健常ラットと同等のレベルまで改善された。さらに、血漿中のALT値、アポトーシス細胞、総酸化物質量が減少した。また、NACの投与により、GSHレベルが各群の中で最も高くなったことが確認された。しかし、ミトコンドリア移植は、組織学的および機能的な改善の点で、NAC塗布よりも効果的であった。

KEY FINDINGS: Successful mitochondrial transplantation was confirmed and mitochondrial transplantation improved the liver histological structure to a similar level with healthy rats. Moreover, plasma ALT levels, apoptotic cells, and total oxidant levels were decreased. It was also observed that NAC treatment increased GSH levels to the highest level among the groups. However, mitochondrial transplantation was more effective than NAC application in terms of histological and functional improvement.

重要性:

ミトコンドリア移植は、APAPの大量摂取による肝障害に対する重要な代替・補助治療法となりうることが評価されました。

SIGNIFICANCE: It has been evaluated that mitochondrial transplantation can be used as an important alternative or adjunctive treatment method in liver damage caused by toxic dose APAP intake.