Artificial Red Cells : Physiological Importance of the Ligand Reaction Dynamism and the New Application for Ligand Therapy

人工红细胞：配体反应动力学的生理重要性和配体治疗的新应用

• 批准号: 19300164
• 负责人: SAKAI Hiromi
• 金额: $ 12.31万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19300164/
• 关键词: 人工臓器工学; 人工赤血球; 生体材料; 生物・生体工学; ナノバイオ; 生体機能利用; 人工血液; 一酸化窒素; 一酸化炭素; レオロジー

Chemically modified hemoglobin (Hb) solutions as artificial O_2 carriers show vasoconstriction and hypertension presumably due to the high affinity for endogenous NO and CO as vasorelaxation factors, and due to the faster O_2-release that induces autoregulatory vasoconstriction. On the other hand, cellular-type Hb-vesicle (HbV) does not induce such side effects. Herein we analyzed the reactions of ligand gaseous molecules by physicochemical techniques, and found out that HbV shows much slower reactions and it is due to the intracellular gas diffusion barrier induced by a concentrated Hb solution, and the retarded lateral diffusion of HbV when it flows in a narrow tube. In addition, we tested HbV as an exogenous CO carrier because endogenous CO is cytoprotective. After inducing hemorrhagic shock, rats were resuscitated with CO-bound HbV. It showed cytoprotective effect at reperfusion, and CO was dissociated rapidly and exhaled through the lung. No symptom related to toxicity of CO was detected. The results imply the possibility of artificial red cells for a new ligand therapy.

化学修饰的血红蛋白（HB）溶液作为人造O_2载体显示血管收缩和高血压，这可能是由于内源性NO和CO的高亲和力作为血管延缓因子，并且由于O_2释放的速度更快而引起自动调节性血管收缩。另一方面，细胞型HB-Vesicle（HBV）不会诱导这种副作用。在本文中，我们通过物理化学技术分析了配体气体分子的反应，发现HBV显示出较慢的反应，这是由于浓缩HB溶液诱导的细胞内气体扩散屏障以及狭窄管中HBV的横向扩散的延伸。此外，我们将HBV作为外源CO载体测试，因为内源性CO是细胞保护的。诱导出血性休克后，用共结合的HBV复活了大鼠。它在再灌注时显示出细胞保护作用，并且CO迅速解离并通过肺部呼出。未检测到与CO毒性有关的症状。结果暗示了人造红细胞进行新的配体治疗的可能性。

项目成果

人工酸素運搬体.「からだと酸素の事典」酸素ダイナミクス研究会編.第5章:酸素の利用.pp.478-484

人工氧载体。氧气动力学研究组编辑的《身体和氧气百科全书》第5章：氧气的利用。

• 发表时间: 2009
• 作者: 堀之内宏久;小林紘一;酒井宏水;土田英俊
• 通讯作者: 土田英俊

Effect of hemoglobin vesicles, cellular-type artificial oxygen carriers, on the ex vivo expansion of human hematopoietic stem/progenitor cells using a coculture system with human stromal cells

血红蛋白囊泡、细胞型人工氧载体对使用与人类基质细胞共培养系统的人类造血干/祖细胞的离体扩增的影响

• 发表时间: 2009
• 期刊: ASA1O J. 55
• 作者: M.Yamaguchi;et al.
• 通讯作者: et al.

Effects of hemoglobin vesicles, a cellular-type artificial oxygen carrier, on human hematopoietic stem/progenitor eells in vitro.

血红蛋白囊泡（一种细胞型人工氧载体）对体外人造血干/祖细胞的影响。

• 发表时间: 2009
• 期刊: J. Biomed. Materials Res. 88A
• 作者: M. Yamaguohi;M. Fujihara;S. Wakamoto;H. Sakai;et al.
• 通讯作者: et al.

人工赤血球―水溶性高分子(代用血漿剤)分散系のレオロジ―特性

人工红细胞水溶性聚合物（血浆代用品）分散体系的流变特性

• 发表时间: 2009
• 作者: H.Sakai;K.Sou;H.Horinouchi;K.Kobayashi;E.Tsuchida.;Takashi Yasuda;Takashi Yasuda;安田隆;酒井宏水
• 通讯作者: 酒井宏水

Hemoglobin encapsulation in vesicles retards NO- and CO-bindings and O2-release when perfused throughnarrow gas-permeable tubes

当通过狭窄的透气管灌注时，血红蛋白封装在囊泡中会延迟 NO 和 CO 的结合以及 O2 的释放

• 发表时间: 2010
• 期刊: Am.J.Physiol.Heart Circ.Physiol. 298
• 作者: H.Sakai;N.Okuda;A.Sato;S.Takeoka;E.Tsuchida.
• 通讯作者: E.Tsuchida.