JPH11225752A - Liver cell clone for artificial liver and extracorporeal liver assist device - Google Patents

Liver cell clone for artificial liver and extracorporeal liver assist device

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JPH11225752A
JPH11225752A JP10050150A JP5015098A JPH11225752A JP H11225752 A JPH11225752 A JP H11225752A JP 10050150 A JP10050150 A JP 10050150A JP 5015098 A JP5015098 A JP 5015098A JP H11225752 A JPH11225752 A JP H11225752A
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JP
Japan
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liver
hepatocyte
cells
functional
hepatocytes
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JP10050150A
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Japanese (ja)
Inventor
Chuan Shih
チャン・シー
Klinkmann Horst
ホルスト・クリンクマン
So Kimura
創 木村
Kazuo Izumi
和雄 泉
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JMS Co Ltd
Original Assignee
JMS Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a set of functional human liver cell clones (DYD) exhibiting enhanced detoxification activities as characterized by increased GSH content and elevated GST activities and capable of readily detoxicating a toxin and useful for production of an extracorporeal liver assistant device. SOLUTION: This set of functional human liver cell clones is derived from normal hepatocyte cell line (DYD), exhibits enhanced detoxification activities as characterized by increased GSH content and elevated GST activities, equal to cell strain of immortalized human liver cell and human hepatocyte primary culture separated from the liver tissue, and includes the functional liver cell having the GSH content over 50 nmol/mg protein or 50 nmol/10<6> cells after 24 hr successive cultivation. The set of the functional human liver cell clones is obtained by exposing a normal hepatocyte cell line to toxin-inducing medium condition, and modulating the expression of a related enzyme by the induced material. The extracorporeal liver assistant device is constituted by using a bioreactor 3 housing the set 4 of the functional human liver cell clones.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は機能的ヒト肝細胞ク
ローン(DYD−)の集合およびマクロ孔質ミクロキャ
リアーまたは例えば毛管やセラミックのような他の生体
適合性支持マトリックス系を基盤とした特異的体外循環
肝補助装置(sELAD)に関する。ヒト肝細胞細胞株
はヒト再生肝組織から樹立され、そして、インビトロ
(invitro)の特異的解毒機能は、正常なヒト肝
細胞の特徴の多くを発現する以外に、その親細胞よりも
高いGSH含有量およびGST活性によって特徴づけら
れる。本発明はまた、アンモニア、フェノールまたは中
分子量のような潜在的トキシンとして認識されているト
キシンのみならず、求電子性代謝生成物および酸化物の
ような肝壊死組織からのトキシンにも重点を置いた、血
液解毒または浄化の方法にも関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the assembly of functional human hepatocyte clones (DYD-) and specificity based on macroporous microcarriers or other biocompatible support matrix systems such as capillaries and ceramics. The present invention relates to an extracorporeal circulation liver assist device (sELAD). The human hepatocyte cell line is established from human regenerative liver tissue and the specific detoxification function in vitro has a higher GSH content than its parental cell, in addition to expressing many of the characteristics of normal human hepatocytes. It is characterized by its amount and GST activity. The present invention also focuses on toxins recognized as potential toxins such as ammonia, phenol or medium molecular weight, as well as toxins from liver necrotic tissue such as electrophilic metabolites and oxides. It also relates to blood detoxification or purification methods.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明に関連する機能的肝細胞は、劇症
肝不全における肝性脳症発症の最重要因子のひとつと考
えられている壊死肝組織からのトキシンを解毒すること
を優れた特徴とする。該肝細胞はマクロ孔質ミクロキャ
リアー表面で増殖され、その結果、1つのバイオリアク
ターモジュールに付き収容数は2.5−7.5×1010
個になる。バイオリアクター中の培養細胞の質と量の両
方の改善によって、sELADは劇症肝不全患者治療の
魅力的な治療法になっている。過去数年間に、劇症肝不
全治療のため、体外循環肝補助系の研究は、その重点が
実験および動物試験から臨床評価および応用に移行して
きている。FDAの監督の下に生体人工肝臓装置を試験
しているグループが米国に少なくとも4つある(Roz
ga J et al, J Ann Surg 21
9:538−46 1994,Sussman NL
et al, Amer J KidDis 18:3
71−84 1996,Sussman NL,Cli
nInvest Med 19:393−9 199
6, Dixit V Scan J Gastroe
nterolastroenterol Suppl2
20:101−14 1996)。ロシアの初期報告が
幾つかある(Gerlach J, Transpla
nt Proc 29:852 1997,Hughe
s R.D et al, Semin Liver
Dis 16:435−444 1996)他、欧州の
数グループがドイツとオランダ、英国で前臨床試験を開
始している。生体人工肝補助装置の研究は日本でも活発
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION The functional hepatocytes related to the present invention are distinguished by the ability to detoxify toxins from necrotic liver tissue, which is considered to be one of the most important factors in the development of hepatic encephalopathy in fulminant liver failure. And The hepatocytes are grown on the surface of macroporous microcarriers, resulting in a capacity of 2.5-7.5 × 10 10 per bioreactor module.
Individual. Improvements in both the quality and quantity of cultured cells in bioreactors have made sELAD an attractive treatment for the treatment of patients with fulminant liver failure. In the past few years, the study of extracorporeal circulatory liver support for the treatment of fulminant liver failure has shifted its focus from experimental and animal studies to clinical evaluation and application. There are at least four groups in the United States testing bioartificial liver devices under FDA supervision (Roz
ga J et al, J Ann Surg 21
9: 538-46 1994, Sussman NL
et al, Amer J KidDis 18: 3
71-84 1996, Sussman NL, Cli
nInvest Med 19: 393-9 199
6, Dixit V Scan J Gastroe
nterolastroenterol Suppl2
20: 101-14 1996). There are several early reports from Russia (Gerlach J, Transpla
nt Proc 29: 852 1997, Hughe
sR. D et al, Semin Liver
Dis 16: 435-444 1996) and several other European groups have started preclinical studies in Germany, the Netherlands and the UK. Research on bioartificial liver assist devices is also active in Japan.

【0003】暫時的肝補助装置の直接の目的は、急性ま
たは劇症肝不全患者をその自身の肝臓が再生するまで維
持することである。入手可能な臨床データによると、肝
補助系は主として、患者を正位移植に橋渡しするため、
脳循環および血行動態指標を改善するために用いられる
ようである。Rozgaと彼のグループは、生体人工肝
臓(BAL)装置の7時間の1回乃至5回使用で治療し
た患者19人の中、13人がBAL補助開始の平均39
時間後の肝移植の後、生残したことを報告した。移植の
候補にならなかった患者は死亡した(Kamlot A
and Rozga J, Biotech & B
ioeng 50:382−91 1996)。体外循
環肝補助装置(以下、ELADとも言う。)による11
4時間までの治療を受けた急性肝不全患者11人におい
て臨床評価が行われた。10人中9人がガラクトース排
泄能の改善を示し、1人が移植なしに回復し、4人が移
植を受け、他が死亡した(Sussman NL et
al, Amer JKid Dis 18:371
−84 1996)。生体人工肝補助系の使用によって
患者が完全に回復したことは、時折の場合にのみ示され
た。肝細胞生体人工肝臓治療の適用を扱った臨床報告数
件も散発的にあり、その結果は上述のそれとほぼ同一で
あった(Sheil AGR et al, Aust
N ZJ Surg 66:547−52 199
6;Watanabe FD etal, Ann S
urg 225:484−91 1997)。
The immediate purpose of a temporary liver assist device is to maintain patients with acute or fulminant hepatic failure until their own livers have regenerated. According to the available clinical data, the hepatic assist system primarily bridges patients to orthotopic transplantation,
It appears to be used to improve cerebral circulation and hemodynamic indicators. Rozga and his group found that out of 19 patients treated with one to five uses of a bioartificial liver (BAL) device for 7 hours, 13 had an average of 39 patients starting BAL support.
After a time liver transplant, they reported survival. Patients who did not become transplant candidates died (Kamlot A
and Rozga J, Biotech & B
ioeng 50: 382-91 1996). 11 by extracorporeal circulation liver assist device (hereinafter also referred to as ELAD)
Clinical evaluation was performed in 11 patients with acute liver failure who had been treated for up to 4 hours. Nine out of ten showed improved galactose excretion, one recovered without transplant, four received transplant, and the other died (Sussman NL et
al, Amer JKid Dis 18: 371
-84 1996). Complete recovery of the patient with the use of the bioartificial liver assist system was shown only occasionally. Several sporadic clinical reports dealing with the application of hepatocyte bioartificial liver treatment have also been sporadic, with results almost identical to those described above (Sheil AGR et al, Aust.
NZJ Surg 66: 547-52 199
6; Watanabe FD et al, Ann S
urge 225: 484-91 1997).

【0004】肝細胞基盤のハイブリッド半生物学的体外
循環肝補助装置は多様な実験および動物試験で有意な代
謝作用を実証してはいるけれども、ヒト被験者において
は有意な代謝作用の結果は完全には確証できなかった。
特に、これまで周知の主要な2系を使用して肝不全患者
で実証された生化学的測定値および有効性は、動物試験
で実証された程顕著なものではない。これらの系での臨
床的有効性は、生存率の長期化、生化学的異常の補正お
よびトキシン清掃率の増大である。最近英国においてE
LAD(Sussman)とBAL(Rozga)装置
の価値を評価するために実施された優れた無作為化試験
は、この2系で患者の特定の代謝機能の増強が観測され
たことを示したが、観測された効果は大きくなかった
(Hughes R.D et al, Semin
Liver Dis16:435−444 199
6)。このことは、特に劇症患者において置換を要する
機能の数を考えると、現在ある装置の作用能力は今のと
ころ臨床使用に限定されるべきであることを示唆してい
る。
Although hepatocyte-based hybrid semi-biological extracorporeal liver assist devices have demonstrated significant metabolic effects in a variety of experimental and animal studies, significant metabolic effects have not been fully achieved in human subjects. Could not be confirmed.
In particular, the biochemical measurements and efficacy demonstrated in patients with hepatic failure using the two previously known major lines are not as pronounced as demonstrated in animal studies. The clinical efficacy in these systems is prolonged survival, correction of biochemical abnormalities, and increased toxin clearance. E recently in the UK
An excellent randomized trial conducted to evaluate the value of the LAD (Sussman) and BAL (Rozga) devices showed that enhanced metabolic function in patients was observed in the two systems, The observed effect was not significant (Hughes R. D et al, Semin
Liver Dis16: 435-444 199
6). This suggests that the working capacity of existing devices should at present be limited to clinical use, especially given the number of functions that need to be replaced in fulminant patients.

【0005】体外循環肝補助装置開発の過程で、現在私
達は実際的な見地から常例的臨床使用への段取りをつく
り出すために、理論面と技術面の両方の問題に対峙して
いる。これらの障害とは、この領域に関する私達の知識
不足に表れている基礎的病態生理学の不十分さ、肝臓生
物学と肝細胞増殖調節の不完全な理解、特に劇症肝不全
患者の肝性昏睡または脳症発症の機序である。技術面で
は、肝細胞の質か構築されたバイオリアクターの中での
肝細胞の作業のいずれかが、劇症肝不全患者の衰えてい
く肝機能を補正する臨床的に十分な効果をつくり出すに
は十分でない。現在、主にブタなどの動物からの初代培
養またはヒト肝細胞からの不滅化細胞が、他よりも優勢
的に、殆どの生体装置の生体成分を構成している。
[0005] In the course of developing extracorporeal liver assist devices, we are now facing both theoretical and technical issues in order to create a transition from a practical point of view to routine clinical use. These disorders are inadequate underlying pathophysiology, reflected in our lack of knowledge in this area, incomplete understanding of hepatic biology and the regulation of hepatocellular proliferation, especially the hepatic nature of patients with fulminant hepatic failure Mechanism of coma or onset of encephalopathy. Technically, either the quality of hepatocytes or the work of hepatocytes in an engineered bioreactor could produce a clinically significant effect in correcting declining liver function in patients with fulminant liver failure Is not enough. Currently, primary cultures, mainly from animals such as pigs or immortalized cells from human hepatocytes, predominately make up the biological components of most biological devices over others.

【0006】生物学の基本原則に従うと、殆どの細胞型
で分化と増殖は一致せず、通常この2タイプの細胞は生
体系列の両端に位置する。それが望まれている複数機能
性を有する大量の肝細胞を入手することが非常に困難で
ある理由である。BAL系のブタ肝臓からの約50gの
初代培養を収容する装置はその生理学的最小質量(20
0−400gの範囲)より細胞数が少ないようである。
ELAD中にC3A不滅化細胞400gが収容される、
より細胞数の多い装置では、主要な合成および代謝機能
は臨床使用で実証されなかった(Hughes RD
et al,Liver Transpel Surg
1:200−6 1995)。更に収容細胞数の多
い、ある複合好設計構造体における肝細胞の初代培養で
さえ、良好な作用は約7時間という限定された期間にし
か認められていない(Galletti PM & J
auregui HO, in Handbook o
fBioengineering ppl 1952−
66 1995)。これでは新鮮ブタ肝臓使用による劇
症肝不全患者の持続的支持には非実用的である。現在使
用可能な方法では、肝細胞がイン ビトロ(in vi
tro)で劣化するのを防ぐことはできないようであ
る。異種移植片からの初代培養と樹立細胞株を含む肝細
胞の作業を改善するために多大な努力がなされてきた
が、生体人工肝補助系のためにバイオリアクターの中で
分化肝細胞機能を有意に維持したと主張した報告はな
い。培養状態での肝機能の消失はインビトロ(in v
itro)では細胞相互作用と細胞アポプトーシスを巻
き込む細胞応答に関連するらしい(Collins B
H et al, Transplantation
58:1162−71 1994)。身体から遊離した
細胞は非生理学的環境の中に置かれ、イン ビボ(in
vivo)で肝細胞機能を制御する数多くの調節機構
から遮断される。複数機能的肝細胞を収穫する根本的な
理論的技術的突破口がないとすれば、生体人工肝補助の
ための肝細胞バイオリアクターは現在その最大作業に到
達していると言っても過言ではない。
[0006] According to the basic principles of biology, differentiation and proliferation are inconsistent in most cell types, and these two types of cells are usually located at both ends of the biological lineage. That is why it is very difficult to obtain large quantities of hepatocytes with the desired multifunctionality. The device, containing about 50 g of primary culture from BAL pig liver, has its physiological minimum mass (20
(Range 0-400 g) appears to have fewer cells.
400 g of C3A immortalized cells are housed in ELAD,
With higher cell count devices, major synthetic and metabolic functions were not demonstrated in clinical use (Hughes RD
et al, Liver Transpel Surg
1: 200-6 1995). Even in primary cultures of hepatocytes in certain composite well-designed structures with a higher number of accommodated cells, good effects have been observed only for a limited period of about 7 hours (Galletti PM & J).
auregui HO, in Handbook o
fBioengineering ppl 1952-
66 1995). This is impractical for sustained support of fulminant liver failure patients using fresh pig liver. Currently available methods use hepatocytes in vitro.
It does not seem to be possible to prevent degradation at tro). Significant efforts have been made to improve the work of primary cultures from xenografts and hepatocytes, including established cell lines, but significant differentiation of hepatocyte functions in bioreactors for bioartificial liver assist systems. There were no reports claiming that it had been maintained. Loss of hepatic function in culture was determined in vitro (in v
In vitro), it appears to be related to cellular interactions and cellular responses involving cellular apoptosis (Collins B)
He et al, Transplantation
58: 1162-71 1994). Cells released from the body are placed in a non-physiological environment and
In vivo, it is shut off from a number of regulatory mechanisms that control hepatocyte function. Given that there is no fundamental theoretical breakthrough in harvesting multiple functional hepatocytes, it is no exaggeration to say that hepatocyte bioreactors for bioartificial liver assist are now at their maximum work. .

【0007】別の重要な問題は、生体人工肝臓系が人工
肝臓系よりも有意な利点を示していないということであ
る。最近の膜技術および吸着剤を基盤にした人工肝臓系
の中には、既に臨床評価の対象となったものもある(A
sh SR et al,Intl J Artif
Org 15:151−61 1992)。アルブミン
被覆された高吸着性の透析膜が潜在的トキシン除去を促
進することが報告されている(Stange J et
al, Artif Org 17:809−13
1993)。BAL系は肝細胞バイオリアクターの前の
血漿回路において依然として伝統的な活性炭吸着剤を使
用している(Rozga J & Demetriou
AA, ASAIO J 41:831−37 19
95)。何%の活性炭カラムが系において機能している
かを評価するのは難しい。
Another important problem is that bioartificial liver systems do not show significant advantages over artificial liver systems. Some recent artificial liver systems based on membrane technology and sorbents have already been the subject of clinical evaluation (A
sh SR et al, Intl J Artif
Org 15: 151-61 1992). It has been reported that albumin-coated, highly adsorptive dialysis membranes promote removal of potential toxins (Stage J et.
al, Artif Org 17: 809-13
1993). The BAL system still uses traditional activated carbon sorbents in the plasma circuit before the hepatocyte bioreactor (Rozga J & Demetriou).
AA, ASAIO J 41: 831-37 19
95). It is difficult to evaluate what percentage of activated carbon columns are working in the system.

【0008】肝不全の病態生理の理解において知識が不
十分であるにもかかわらず、生物工学者と臨床家をして
様々な設計の装置を発明せしめ、患者の治療法を簡素化
せしめたのは、人工肝補助装置が広範にさし迫って求め
られているからである。全人工肝補助系と生体人工肝補
助系の両方が、吸着剤、透析および生存肝細胞によっ
て、肝不全患者の肝性脳症を惹起する因子として確認さ
れている10以上の潜在的トキシンを除去することを目
的としてきたが、しかしながら、患者の転帰は必ずしも
患者循環のこれらの検査値と比例していない。肝性昏睡
がこれらの確認された代謝異常のひとつ以上の相乗作用
によるものなのか否かは、未だ不確定的である。
[0008] Despite inadequate knowledge of the pathophysiology of liver failure, biotechnologists and clinicians have invented devices of various designs and simplified the treatment of patients. This is because there is an urgent need for artificial liver assist devices. Both total and bioartificial liver assist systems remove more than 10 potential toxins identified as factors that cause hepatic encephalopathy in patients with hepatic failure by sorbents, dialysis and living hepatocytes However, patient outcomes are not always proportional to these measures of patient circulation. Whether hepatic coma is the result of one or more of these identified metabolic abnormalities is still uncertain.

【0009】肝臓が肝細胞によって門脈血からの物質を
清掃できず、有毒物質が体循環に入り込む上、患者循環
内に蓄積されるトキシンが肝壊死組織から入ってくる。
しかも、肝性脳症発症における壊死物質の特性と役割に
ついてはもっと分かっていない。壊死組織からのトキシ
ンが特定期の急性肝不全の臨床発現に臨界的影響を有す
ることを示す間接的証拠がある。移植前に患者の身体か
ら壊死組織が除去されるすなわち肝切除が行われる時、
全身血行動態指標(全身血管抵抗および酸素利用能)改
善と頭蓋内圧(ICP)低下が達成され得る(Ring
e B etal, Transplant Proc
20:552−7 1988;Harrison P
M et al, Gut 32:A837 199
1)。更に、患者が体外循環肝補助装置によって一定期
間治療され、続いて正位肝移植を受ける場合、壊死肝臓
が除去されていないため、補助装置への期待は移植を受
けない場合よりも満足できるものになる。肝損傷に関わ
る機序は複雑で相互作用的である。肝細胞は化学毒性か
免疫細胞毒性のいずれかによって損傷を受ける。
[0009] The liver cannot clean substances from the portal vein blood by hepatocytes, toxic substances enter the systemic circulation, and toxins accumulated in the patient's circulation come from liver necrotic tissue.
Moreover, the properties and role of necrotic substances in the development of hepatic encephalopathy are less clear. There is indirect evidence that toxins from necrotic tissue have a critical effect on the clinical manifestation of specific stages of acute liver failure. When necrotic tissue is removed from the patient's body before transplantation, that is, when hepatectomy is performed,
Improved systemic hemodynamic indices (systemic vascular resistance and oxygen availability) and reduced intracranial pressure (ICP) can be achieved (Ring)
eB etal, Transplant Proc
20: 552-7 1988; Harrison P
M et al, Gut 32: A837 199
1). Furthermore, if a patient is treated for a period of time with an extracorporeal circulating liver assist device and subsequently undergoes an orthotopic liver transplant, the expectation of the assist device will be more satisfactory than without a transplant because the necrotic liver has not been removed. become. The mechanisms involved in liver injury are complex and interactive. Hepatocytes are damaged by either chemotoxicity or immunocytotoxicity.

【0010】化学的誘導損傷においては、壊死組織から
の有毒代謝産物は、血漿膜、ミトコンドリア、細胞内イ
オン恒常性または変性酵素活性を変更し得るが、他方、
細胞相互作用を巻き込む免疫機構は、サイトカイン、硝
酸および補体成分によって仲介される。両者共、その結
果は細胞恒常性の損傷である。これら全ての反応は活性
酸化物および反応物質の産生を特徴としており、その後
肝細胞のアポプトーシスを促進し、肝臓が活性酸化物を
処理または除去する最大の器官であるが故にそれらの負
荷を悪化させる、ということが確認されている。酸化侵
襲の結果、ミトコンドリア機能不全、膜損傷、およびD
NA他の細胞成分の変性が生じる(Sewell RB
et al, Clin Sci 63:237 1
982)。酸素基の過剰産生は、酵素活性変化、DNA
修復低下、酸素活用不全、グルタチオン枯渇および脂質
過酸化につながる。
In chemically-induced injury, toxic metabolites from necrotic tissue can alter plasma membrane, mitochondria, intracellular ionic homeostasis or denaturing enzyme activity, while
The immune mechanism that involves cell interactions is mediated by cytokines, nitrate and complement components. In both cases, the result is impaired cellular homeostasis. All of these reactions are characterized by the production of active oxides and reactants, which then promote hepatocyte apoptosis and exacerbate their load because the liver is the largest organ to process or remove active oxides It has been confirmed that. Oxidative insult results in mitochondrial dysfunction, membrane damage, and D
Degeneration of NA and other cellular components occurs (Sewell RB
et al, Clin Sci 63: 237 1
982). Excessive production of oxygen groups can lead to changes in enzyme activity, DNA
It leads to poor repair, poor oxygen utilization, glutathione depletion and lipid peroxidation.

【0011】血中トキシンは身体各部の炎症反応のよう
な病的変化を惹起し得るが、脳細胞がこれらのトキシン
に最も鋭敏な部位であり、その結果、ICP上昇を特徴
とする脳浮腫が生じる。万一適切に処置されなければ、
臨床経過でしばしば多臓器障害(MOF)を併発し、重
篤な凝固異常、腎不全、肺浮腫または心血管虚脱の発症
を伴う。従って、肝性脳症は壊死肝組織から放出される
トキシンによって惹起される多臓器障害の初期症状であ
ると推論される。肝性昏睡の発症における壊死組織から
の活性酸素種トキシンの関与を示唆する報告が2、3あ
るけれども、壊死性トキシンの根絶が生体人工肝補助装
置にとって代わる選択肢になるであろうこと、また肝補
助系のためのバイオリアクターにおける今後の設計で、
その役割を大きくしていくであろうことは、必然的であ
る。
Although blood toxins can cause pathological changes such as inflammatory reactions in different parts of the body, brain cells are the most sensitive sites for these toxins, resulting in brain edema characterized by elevated ICP. Occurs. If not treated properly,
The clinical course often involves multiple organ failure (MOF), with severe coagulation abnormalities, renal failure, pulmonary edema or the development of cardiovascular collapse. Therefore, it is inferred that hepatic encephalopathy is an early symptom of multi-organ damage caused by toxin released from necrotic liver tissue. A few reports suggest the involvement of reactive oxygen species toxins from necrotic tissue in the development of hepatic coma, but eradication of necrotic toxins may be an alternative to bioartificial liver assist devices, In future designs of bioreactors for auxiliary systems,
It is inevitable that its role will increase.

【0012】複数細胞相互作用がいかに複雑であり、こ
れらの分化細胞をどのようにして培養するかが殆ど分か
っていないのであるから、私達は、初代培養あるいはヒ
ト起源細胞からの樹立細胞株のいずれかによる全置換
は、少なくとも当分の間臨床的有意な有効装置を入手す
るために困難であるという事実を認めなくてはならな
い。私達の現在の技術で肝機能を模倣することが実際的
でないことを証明する数多くの実験が行われた。しか
し、全人工系での過去の経験は、患者循環におけるトキ
シン除去による解毒作用が患者の生存に変量と呼べる程
度に有益効果を有することを示唆した。これは体外人工
肝補助系が必ずしもバイオリアクターにおける肝細胞に
よる全ての複数機能性置換を必要としないこと、また患
者体内で偶々消失または欠損している何らかの特異的機
能活性の補足が人工肝補助装置から治療効果を得る別の
選択肢となり得ることを示唆している。
[0012] Because of the complexity of the multiple cell interaction and little knowledge of how to culture these differentiated cells, we have established primary cell lines or established cell lines from cells of human origin. One must acknowledge the fact that total replacement by either is difficult, at least for the time being, to obtain a clinically effective device. Numerous experiments have been performed that demonstrate that mimicking liver function with our current technology is impractical. However, previous experience with all-artificial systems suggested that the detoxification effect of toxin removal in the patient's circulation had a beneficial effect on patient survival that could be called a variable. This is because the extracorporeal liver assist system does not necessarily require all multifunctional replacements by hepatocytes in the bioreactor, and the supplementation of any specific functional activity that has been accidentally lost or missing in the patient is an artificial liver assist device. Suggest that it may be another option to obtain a therapeutic effect from.

【0013】そうは言っても、劇症肝不全で多くの多様
な機能の中のどれが置換される必要があるかは、多分検
討されるべき最も基本的且つ重要な問題であろう。合成
機能、生体内変化機能あるいは分泌機能が肝性昏睡の回
復のために決定的であるが、そのどれが主要カテゴリー
であるかは私達は正確に知らない。急性肝不全が通常肝
性脳症と関連しており、その結果、高死亡率が生じるこ
とは周知である。人工肝補助系活用の主目的は、劇症肝
不全患者を肝性脳症発症から予防する、あるいはそれを
治療することである。肝性脳症の可逆性および全身性と
いう特性は、直接の毒性損傷ではなく代謝異常が脳症の
病的発生に関与していることを強く示唆している。しか
も、肝不全発生の際に患者循環に蓄積している多くのト
キシンが脳症開始に責を負うべきであることを示す大量
の証拠がある。従って、劇症肝不全患者における解毒作
用またはトキシン除去は体外循環装置に課された主要任
務であると考えられる。だが、吸着剤または透析による
患者からのトキシン除去が重症脳症患者での生存率を有
意に改善しないという事実は、血液浄化がより特異的で
選択的であるだろうことを強く示唆している。そしてそ
れは酵素変換の生存肝細胞への関与なしには効果が少な
いであろう。
Nevertheless, which of many different functions needs to be replaced in fulminant hepatic failure is probably the most fundamental and important issue to be considered. Synthetic, biotransformation or secretory functions are crucial for the recovery of hepatic coma, but we do not know exactly which is the major category. It is well known that acute liver failure is usually associated with hepatic encephalopathy, resulting in high mortality. The main purpose of the use of the artificial liver assist system is to prevent or treat fulminant hepatic failure patients from developing hepatic encephalopathy. The reversible and systemic properties of hepatic encephalopathy strongly suggest that metabolic abnormalities, rather than direct toxic damage, are involved in the pathogenesis of encephalopathy. Moreover, there is a great deal of evidence that many toxins accumulating in the patient's circulation during the development of liver failure should be responsible for the onset of encephalopathy. Therefore, detoxification or toxin removal in patients with fulminant hepatic failure is considered to be a major task assigned to extracorporeal circulation devices. However, the fact that toxin removal from patients by sorbents or dialysis does not significantly improve survival in patients with severe encephalopathy strongly suggests that blood purification may be more specific and selective. And it would be less effective without the involvement of the enzymatic conversion in living hepatocytes.

【0014】肝細胞による解毒作用は、代謝生成物、ト
キシンおよびその他の有害物質がシトクロームP−45
0の酸化作用や種々の抱合によって易溶性複合体へと酵
素変換されることを意味する。それは肝細胞分化作用の
最も重要な一面である。それは細胞培養で容易に消失
し、変換細胞株で低下する。薬物代謝性シトクロームP
−450酵素活性は、鍵活性であり、そして置換が最も
困難な活性である可能性もある。抱合能は、ビリルビ
ン、胆汁酸、フェノールおよび広範囲の代謝生成物の解
毒作用で重要である。しかし、研究者の中には、細胞が
異なる培養状態で交会する時これらの活性がある程度誘
導され得ることを示唆した者もいる。
The detoxification effect of hepatocytes is that metabolites, toxins and other harmful substances are cytochrome P-45.
It means that the enzyme is converted into a readily soluble complex by an oxidizing action of 0 or various conjugations. It is the most important aspect of hepatocyte differentiation. It disappears easily in cell culture and decreases in converted cell lines. Drug metabolizable cytochrome P
-450 enzyme activity is a key activity and may be the most difficult activity to replace. Conjugation ability is important in the detoxification of bilirubin, bile acids, phenol and a wide range of metabolites. However, some researchers have suggested that these activities may be induced to some extent when the cells meet in different culture conditions.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】イン ビボ(in v
ivo)の肝細胞の生体化学電位の全てを備えた体外循
環肝補助装置を入手することは困難であるから、私達は
ELADで幾つかの解毒機能を維持する、あるいは患者
の回復に重要且つ有益な特異的機能活性を高めることを
試みた。本発明は、特異的機能細胞がイン ビボ(in
vivo)のその相当物に等しく大量に容易に入手で
きるよう、細胞的アプローチによって不滅化ヒト肝細胞
で解毒作用を増強する方法および装置または機器を記述
する。
SUMMARY OF THE INVENTION In vivo (in v
Since it is difficult to obtain an extracorporeal circulatory assist device with all of the hepatocellular biochemical potentials of iv), we maintain some detoxification functions in ELAD or are important for patient recovery. An attempt was made to enhance beneficial specific functional activity. In the present invention, the specific functional cells are in vivo (in vivo).
A method and apparatus or device is described that enhances detoxification in immortalized human hepatocytes by a cellular approach so that it is readily available in large quantities, equivalent to its equivalent in vivo.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】肝臓解毒作用を検討する
と、グルタチオンおよびグルタチオンS−トランスフェ
ラーゼ系(GSH/GST)が肝不全患者の循環系に蓄
積している有毒物質の除去で重要な役割を果たしてい
る。GSHは多数の生理および代謝作用を有する最も普
通に用いられている低分子量ペプチドである。GSH
は、過酸化水素、有機過酸化物、フリーラジカルおよび
異物または薬物を破壊する反応に関与する。GSHは多
数の化学的機序によって種々の内因性物質の代謝にも関
与する。GSH/GST経路は殆どの代謝生成物の活性
化形態である求電子体によって惹起される化学的侵襲に
対する適合応答機構の一部を示すものである。GSH/
GST経路の誘導は酸化侵襲によって細胞内部で産生さ
れる有毒なカルボニル、ペルオキシド、エポキシド含有
代謝生成物の幾つかを解毒するらしい(Meister
A.in The liver:Bioiogy a
nd PATHOLOGY, 1988 by Rav
en Press, Ltd., New Yor
k)。GSHは反応性酸素中間体、フリーラジカルおよ
び有毒化合物からの細胞の保護に作用するから、細胞G
SH値およびGST活性の増大は一定の条件下で有効で
あり得る。幾つかの臨床研究は肝損傷がグルタチオン前
駆体の適用によって予防され最小化され得ることを示し
ている(PrescottLF etal, Lanc
et 2:109−13 1976; Rumack
BHet al, Arch Intern Med
141:380−5 1981; Smilkstei
n MJ et al, N Engl J Med
319:1557−62 1988)。GSH合成にお
いて酵素に基質を補足することによって、細胞GSH値
は部分的に増大し得る。しかし、GSH合成およびGS
T活性のもつ構成的活性化(活性増強)は、累加的トキ
シン誘導培養下で細胞をモジュレート(modulat
ing)することによって達成され得る(Hamilt
on TC, in Glutathione S−T
ransferase Structure,Func
tion and Clinical Implica
tions,pp173−85 1996)。酸化物に
対する細胞防御系の誘導も同様である。
When the liver detoxification action is examined, glutathione and the glutathione S-transferase system (GSH / GST) play an important role in removing toxic substances accumulated in the circulatory system of patients with liver failure. I have. GSH is the most commonly used low molecular weight peptide with numerous physiological and metabolic effects. GSH
Participates in reactions that destroy hydrogen peroxide, organic peroxides, free radicals and foreign substances or drugs. GSH is also involved in the metabolism of various endogenous substances by a number of chemical mechanisms. The GSH / GST pathway represents part of the adaptive response mechanism to chemical insults triggered by electrophiles, the activated form of most metabolites. GSH /
Induction of the GST pathway appears to detoxify some of the toxic carbonyl, peroxide, and epoxide-containing metabolites produced inside cells by oxidative insult (Meister
A. in The river: Biology a
nd PATHHOLOGY, 1988 by Rav
en Press, Ltd. , New Yor
k). Because GSH acts to protect cells from reactive oxygen intermediates, free radicals and toxic compounds, cells G
Increasing SH levels and GST activity may be effective under certain conditions. Several clinical studies have shown that liver damage can be prevented and minimized by the application of glutathione precursors (Prescott LF et al., Lanc.
et 2: 109-13 1976; Rumac
BHet al, Arch Intern Med
141: 380-5 1981; Milkstei
n MJ et al, N Engl J Med
319: 1557-62 1988). By supplementing the enzyme with a substrate in GSH synthesis, cellular GSH levels can be partially increased. However, GSH synthesis and GS
Constitutive activation (enhancement of activity) with T activity modulates cells under incremental toxin-induced culture.
ing) (Hamilt
on TC, in Glutathione ST
transferase Structure, Func
Tion and Clinical Implica
ions, pp 173-85 1996). The same applies to the induction of the cell defense system against oxides.

【0017】細胞内GSH含有量およびGST活性のモ
ジュレート(modulating)が、正常肝組織か
ら樹立されたヒト肝細胞クローンである不滅化肝細胞株
DYDにおいて行われようとしている。それは高密度の
増殖能を有する高度に分化した細胞株である。それらに
特異的解毒機能を賦与することによって、細胞はトキシ
ンをより特異的、迅速且つ効率的に変換させる能力を有
し、それによって生体人工肝補助系のバイオリアクター
の効率性が高くなる。バイオリアクターの中に接種され
る肝細胞の量は、現在あるバイオリアクターの効率性に
影響を及ぼすもうひとつの重要因子である。バイオリア
クター中の肝細胞の正確な数を算出することは誰にもで
きないけれども、細胞質量の一般的容認値は体外循環補
助装置で100−300gである。本発明においては、
ひとつのバイオリアクター中の細胞量は25−75億個
という大きさに達することを目的としている。この様な
膨大な数の細胞を収容するために、特殊なバイオリアク
ター構造が構築された。マクロ孔質ミクロキャリアー上
で細胞が増殖、集密することができ、その後細胞の付着
したミクロキャリアーをバイオリアクター中に取り出す
と、そこでは肝細胞の安定した機能作用を維持するため
に、栄養と酸素の連続供給が保証されている。
Modulation of intracellular GSH content and GST activity is about to be performed in an immortalized hepatocyte cell line DYD, a human hepatocyte clone established from normal liver tissue. It is a highly differentiated cell line with a high density of growth potential. By conferring them a specific detoxification function, cells have the ability to convert toxins more specifically, quickly and efficiently, thereby increasing the efficiency of bioartificial liver assisted bioreactors. The amount of hepatocytes inoculated into a bioreactor is another important factor affecting the efficiency of existing bioreactors. Although no one can calculate the exact number of hepatocytes in a bioreactor, a generally accepted value for cell mass is 100-300 g with an extracorporeal circulation assist device. In the present invention,
The amount of cells in a single bioreactor is aimed at reaching 2.5-7.5 billion cells. To accommodate such a vast number of cells, special bioreactor structures have been constructed. Cells can grow and confluent on macroporous microcarriers, and then the microcarriers with attached cells are removed into the bioreactor, where nutrients and nutrients are maintained to maintain the stable functional action of hepatocytes. A continuous supply of oxygen is guaranteed.

【0018】解毒機能を活性化するには、高度に分化し
たヒト肝細胞が理想的肝補助系の前提条件である。高度
に分化した機能を有する不滅化細胞株というのは、魅力
的なアプローチである。無制限の細胞分割能に加え、不
滅化ヒト肝細胞は種特異的代謝の差についての懸念を未
然に防ぎ、ヒト蛋白質の注入は、特に長期または反復使
用後、免疫仲介反応を低下させる。この種の細胞株の樹
立は細胞および組織培養の高度技術によって可能であ
る。そうは言っても、正常肝組織からの肝細胞のクロー
ン増大を確保するためには、例えば新型マトリックス、
増殖因子または調整培地の使用、またクローン増大の誘
導のような、細胞株の開発における特殊な操作が必要で
ある。
To activate the detoxification function, highly differentiated human hepatocytes are a prerequisite for an ideal liver assist system. Immortalized cell lines with highly differentiated functions are an attractive approach. In addition to unlimited cell division capacity, immortalized human hepatocytes obviate concerns about species-specific metabolic differences, and infusion of human proteins reduces immune-mediated responses, especially after prolonged or repeated use. The establishment of such cell lines is possible with advanced techniques of cell and tissue culture. Nevertheless, in order to ensure clonal expansion of hepatocytes from normal liver tissue, for example, a new matrix,
Specific manipulations in cell line development are required, such as the use of growth factors or conditioned media, and induction of clonal expansion.

【0019】肝細胞の解毒作用に特異的な分化された肝
細胞機能の増強は、解毒酵素の主要群を代表すると考え
られているグルタチオンS−トランスフェラーゼの誘導
と調節によってもたらされ得る。全ての真核生物種は多
数の細胞質ゾルおよび膜結合GST同位酵素を有してお
り、そのそれぞれが明確な触媒および非触媒結合特質を
示す(Hayes JD etal, Crit Re
v BiochemMol Biol 30:445−
600 1995)。幾つかの同位酵素の関与作用によ
って、GST超遺伝子群は有害化学物質に対する幾つか
の防御層を用意している。GSTの発現値が広範囲の有
害化学物質に対する細胞の感受性を決定する決定因子で
あることを証拠は示唆している。
Enhancement of differentiated hepatocyte function specific to hepatocyte detoxification can be brought about by the induction and regulation of glutathione S-transferase, which is considered to represent a major group of detoxifying enzymes. All eukaryotic species have a number of cytosolic and membrane-bound GST isotopes, each of which exhibit distinct catalytic and non-catalytic binding characteristics (Hayes JD et al, Crit Re
v Biochemmol Biol 30: 445-
600 1995). Due to the involvement of several isotopic enzymes, the GST supergenes provide several layers of protection against harmful chemicals. Evidence suggests that GST expression levels are determinants of the sensitivity of cells to a wide range of hazardous chemicals.

【0020】多くの生物でGST活性は異物への曝露後
増大する。GSTの誘導は齧歯動物において最も徹底研
究されており、少なくとも100種の異なる化学物質が
ラットおよびマウスのGSTの誘導剤として使用されて
いる。誘導剤として使用される非生体物質の範囲は、G
ST誘導が自然界に広く分布している化学的侵襲に対す
る適合応答機構の一部であることを示唆している。齧歯
動物の研究によると、化学的侵襲に対する適合応答は明
らかに多形質発現性であり、多くの薬物代謝酵素の誘導
を巻き込む。集約すると、これらの解毒酵素は多様な範
囲の有害物質に対する保護作用を備えている。これらの
効果以外に、GSTが酸化侵襲に対する保護に関与して
いることも証拠が示唆している(Lenehan PF
etal, Cancer Chemother P
harmacol 35:377−86 1995)。
In many organisms, GST activity increases after exposure to foreign substances. Induction of GST has been most thoroughly studied in rodents, and at least 100 different chemicals have been used as inducers of GST in rats and mice. The range of non-biological substances used as inducers is G
It suggests that ST induction is part of the adaptive response mechanism to chemical invasion that is widely distributed in nature. According to rodent studies, the adaptive response to chemical invasion is clearly pluripotent, implicating the induction of many drug metabolizing enzymes. Collectively, these detoxifying enzymes provide protection against a wide range of harmful substances. In addition to these effects, evidence also suggests that GST is involved in protection against oxidative insults (Lenehan PF).
et al, Cancer Chemother P
Pharmacol 35: 377-86 1995).

【0021】幾つかの増強剤が動物細胞においてGST
発現を調節し得ることは周知である。幾つかの増強剤は
非生体物質に応答するGST遺伝子エレメントと相互に
作用する。それらはその遺伝子エレメント構造に従って
異なる機序によってGST遺伝子を転写的に活性化する
(Hayes JD et al, Critical
Reviews in Biochemistry
and Molecular Biology 30:
445−600, 1995)。GST活性化の構成的
発現はその有効的モジュレート(modulatio
n)によって達成され得る。
Several enhancers have been found to enhance GST in animal cells.
It is well known that expression can be regulated. Some enhancers interact with GST genetic elements that respond to non-living substances. They transcriptionally activate the GST gene by different mechanisms according to their genetic element structure (Hayes JD et al, Critical
Reviews in Biochemistry
and Molecular Biology 30:
445-600, 1995). Constitutive expression of GST activation is dependent upon its effective modulation (modulatio
n).

【0022】体外循環肝補助系の直接の目的は、劇症肝
不全患者を患者自身の肝臓が再生するまで維持する、あ
るいは患者を正位移植まで橋渡しすることである。血液
解毒は体外循環肝補助系の必須条件と考えられるので、
使用されている殆どの肝補助系はそれに依存している。
肝細胞バイオリアクターにおける生存細胞による有毒物
質の代謝は毒性を減じるであろう。これによって患者の
回復に有益な効果を生じる。本発明は特異的体外循環肝
補助装置と呼ばれる特殊な機能的肝細胞株を基にした新
規な解毒系を記述している。「特異的体外循環肝補助装
置」(sELAD)という用語は、独自の体外循環肝補
助系であることを意味する。前記の「特異的」という語
は、ある体外循環肝補助系が、劇症肝不全患者の肝性昏
睡の回復過程で、低下しているが、非常に重要である複
数な特定の明示された機能的活性を並外れて備えている
ことを意味する。イン ビボ(In vivo)の肝細
胞の生体化学的能力の全てを備えた体外循環肝補助系を
入手することは困難であるから、本発明は主要な肝機能
の幾つかを有する系、特にこの系の特徴である解毒を優
先して採り入れている。
The immediate purpose of the extracorporeal circulatory assist system is to maintain patients with fulminant hepatic failure until the patient's own liver has regenerated, or to bridge the patient to orthotopic transplantation. Blood detoxification is considered a prerequisite for extracorporeal hepatic support,
Most liver assist systems used rely on it.
Metabolism of toxic substances by living cells in hepatocyte bioreactors will reduce toxicity. This has a beneficial effect on patient recovery. The present invention describes a novel detoxification system based on a special functional hepatocyte cell line called a specific extracorporeal circulation liver assist device. The term "specific extracorporeal liver assist device" (sELAD) means a unique extracorporeal liver assist system. The term `` specific '' is used to describe a number of specific, but important, declining, but very important, components of the extracorporeal circulatory assist system in the recovery of hepatic coma in patients with fulminant hepatic failure It means having extraordinary functional activity. Since it is difficult to obtain an extracorporeal circulatory assist system with all of the biochemical capabilities of in vivo hepatocytes, the present invention provides a system having some of the major liver functions, especially Detoxification, which is a characteristic of the system, is adopted with priority.

【0023】本特許請求において使用されている「特異
的体外循環肝補助装置」という用語は、この系で接種さ
れた肝細胞が単離または形質転換したばかりの肝細胞の
数倍の含有量の解毒酵素および解毒物質を有しているこ
とから、増強されたまたは上昇した解毒作用を備えた体
外循環肝補助系であるという意味も含んでいる。本発明
の原理を利用する生体人工肝補助系は、劇症肝不全患者
の治療のもうひとつの有効な選択肢である。本発明の装
置と方法は、患者を正位移植に橋渡しすることのみなら
ず、患者を脳症発症の進行から防ぐことにも使用するこ
とができる。本発明で記述されている肝細胞の特異的解
毒機能を増強する経路は、不滅化ヒト肝細胞株(DY
D)におけるグルタチオン(GSH)およびグルタチオ
ンS−トランスフェラーゼ(GST)の値をモジュレー
ト(modulating)するので、その結果、イン
ビボ(In vivo)のその相当物に等しい十分な
量の特異的機能的肝細胞が容易に入手できる。
As used in this claim, the term "specific extracorporeal liver assist device" refers to a hepatocyte inoculated with this system having a content several times that of a freshly isolated or transformed hepatocyte. Having the detoxifying enzyme and the detoxifying substance also means that it is an extracorporeally circulating liver assist system with enhanced or increased detoxification. A bioartificial liver assist system utilizing the principles of the present invention is another effective option for treating patients with fulminant liver failure. The devices and methods of the present invention can be used to bridge a patient to orthotopic transplantation as well as to prevent the patient from developing encephalopathy. The pathway for enhancing the specific detoxification function of hepatocytes described in the present invention is based on the immortalized human hepatocyte cell line (DY
D) modulates the values of glutathione (GSH) and glutathione S-transferase (GST) in D, so that a sufficient amount of specific functional liver equivalent to its in vivo counterpart Cells are readily available.

【0024】[0024]

【作用】肝臓解毒作用を検討すると、グルタチオンおよ
びグルタチオンS−トランスフェラーゼ系(GSH/G
ST)が肝不全患者の循環に蓄積している有毒物質の除
去に重要な役割を果たしている。真核細胞は高反応性の
分子が細胞の中に入ったりあるいは細胞の中で生体内変
換されることから細胞成分を保護する幾つかの機序を進
化させている。求電子体がヒドロキシル基またはアミノ
基よりもチオール基に高親和性であることが、特に高濃
度のチオールが他のものより保護的であり得るという化
学的物理的基盤となっている。GSHは多数の生理およ
び代謝作用を有する最も優勢な低分子量ペプチドであ
る。GSHは、過酸化水素、有機過酸化物、フリーラジ
カル、および異物または薬物を破壊する反応に関与す
る。求電子体とGSHの間のチオエーテル結合の形成は
殆どの場合その親化合物より低反応性の抱合体を産み出
すので、一般的にGSHの活性は結果的に解毒作用を生
じる。細胞の有害求電子成分とのGSHの抱合は疎水性
非生体物質の溶解度を増大させ、これらの疎水性非生体
物質はATP依存グルタチオンS-抱合体流出ポンプ
(GSH−Px)によって容易に細胞外に輸送され得
る。
[Effects] Examination of the liver detoxification effect revealed that glutathione and glutathione S-transferase (GSH / G
ST) plays an important role in removing toxic substances accumulated in the circulation of patients with liver failure. Eukaryotic cells have evolved several mechanisms that protect cellular components from highly reactive molecules entering or being biotransformed in the cells. The high affinity of electrophiles for thiol groups over hydroxyl or amino groups is a chemical-physical basis, especially that high concentrations of thiols can be more protective than others. GSH is the most predominant low molecular weight peptide with numerous physiological and metabolic effects. GSH is involved in reactions that destroy hydrogen peroxide, organic peroxides, free radicals, and foreign substances or drugs. Generally, the activity of GSH results in a detoxification because the formation of a thioether bond between the electrophile and GSH almost always results in a conjugate that is less reactive than its parent compound. Conjugation of GSH with noxious electrophilic components of cells increases the solubility of hydrophobic non-biological materials, and these hydrophobic non-biological materials are easily extracellularly released by the ATP-dependent glutathione S-conjugate efflux pump (GSH-Px). Can be transported to

【0025】GSHと非生体物質との抱合反応は、重要
な排泄産物群であるメルカプツール酸の合成における第
1段階を示すものである。GSHとの抱合後、メルカプ
ツール酸生合成の次の段階では、グルタミルトランスペ
プチド、システイニルグリシナーゼおよびN−アセチル
トランスフェラーゼの連続作用が必要であり、尿中の最
終産物に至る。GSHは、反応性酸素中間体、フリーラ
ジカルおよび有毒化合物から細胞を保護するようにに作
用するから、細胞GSH値およびGST活性の増大は、
壊死組織からの多数のトキシンが血流中に流れ込む肝性
昏睡のような特定臨床条件下で有益であり得る。
The conjugation reaction between GSH and non-living substances represents the first step in the synthesis of mercapturic acid, an important group of excretion products. After conjugation with GSH, the next step in mercapturic acid biosynthesis requires the continuous action of glutamyltranspeptide, cysteinylglycinase and N-acetyltransferase, leading to end products in urine. Since GSH acts to protect cells from reactive oxygen intermediates, free radicals and toxic compounds, increased cellular GSH levels and GST activity are:
Numerous toxins from necrotic tissue can be beneficial under certain clinical conditions, such as hepatic coma flowing into the bloodstream.

【0026】GSH合成およびGST活性のもつ構成的
活性化はトキシン誘導培養条件下で細胞をモジュレート
(modulating)することによって達成でき
る。GSTとGSHを誘導する化学物質は非常に多様で
ある。これらには、発癌物質、細胞毒素、化学療法薬、
また重金属および金属含有薬品が含まれる。GST誘導
は反応性酸素種によってもなされる。これらの化学物質
の実施例は、N−アセトキシ−2−アミノ−1−メチル
−6−フェニルイミダゾ[4,5−b]ピリジン、アフ
ラトキシンB1−8,9−エポキシド、ベンゾ[a]ピ
レン−4,5−オキシド、ベンヅ[a]アントラセン−
5,6−オキシド、ベンヅ[a]アントラセン−8,9
−ジオール−10,11−オキシド、ブタジエンモノエ
ポキシド、+抗クリセン−1,2−ジオール−3,4−
オキシド、5−ヒドロキシメチルクリセン−サルフェー
ト、7,12−ジヒドロキシメチルベンヅ[a]アント
ラセン−サルフェート、7−ヒドロキシメチル−12−
メチルベンゾ[a]アントラセン−サルフェート、1−
メチル−2−ニトロ−1−ニトロソグアニジン、1−ニ
トロピレン−4,5−オキシド、1−ニトロピレン−
9,10−オキシド、4−ニトロキノリン1−オキシ
ド、ベンゾ[a]ピレン、ジメチルアミノアゾベンゼ
ン、7,12−ジメチルベンゾ[a]アントラセン、
5,9−ジメチル−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾ
ール、3−メチルコラントレン、アセトクロール、アシ
フルオルフェン、アラクロール、アルドリン、アトラジ
ン、アジンフォスメチル、1,4−ベンゾキノン、クロ
リムロンエチル、クメンヒドロペルオキシド、DDT、
N,N−ジアリル−2−クロロアセトアミド、ダイアジ
ノン、ジクロベニル、ジクロフルアニド、2,4−ジク
ロロフェノキシ−酢酸、S−エチルN,N−ジプロピル
チオカルバメートスルフォキシド、酸化エチレン、エチ
ルパラチオン、フェノキシアプロプ−エチル、フルオロ
ジフェン、リンダン、マラチオン、メチルブロミド、塩
化メチル、メチルパラチオン、メトラクロール、トラン
ス、トランス−ムコナルデヒド、ナフタレン1,2−オ
キシド、パラチオン、プロパクロル、プロペタンホス、
スチレンオキシド、テトラクロールビンホス、トランス
−スチルベンオキシド、トリジフェイン、塩化ビニル、
アンピシリン、ホスホマイシン、ペニシリン、1,3−
ビス(2−クロロエチル)−1−ニトロソ尿素、クロラ
ムブシル、シクロホスファミド、エタクリン酸、メクロ
レタミン、メルファラン、ミトザントロン、ナイトロジ
ェンマスタード、チオテパ、アクロレイン、アデニンプ
ロペナール、コレステロールα−オキシド、シトシンプ
ロペナール、ジリノレオイルホスファチジルクロリンヒ
ドロペルオキシド、ジリノレオイルホスファチジルエタ
ノールアミンヒドロペルオキシド、ジリノレオイルホス
ファチジルグリセロールヒドロペルオキシド、エポキシ
エイコサトリエン酸、4−ヒドロキシノネナル、リノー
ル酸ヒドロペルオキシド、メチルリノール酸塩オゾン化
物、チミンプロペナール、ウラシルプロペナール、クロ
ロトリフルオロエタン、1,4−ジブロモ−2,3−エ
ポキシブタン、ジブロモメタン、1,3−ジクロロアセ
トン、ジクロロアセチレン、ジクロロメタン、1,2,
3,4−ジエポキシブタン、1,2−エポキシ−4−ブ
ロモブタン、2臭化エチレン、ヘキサクロロブタジエ
ン、アロバルビタール、1−β−D−アラビノフラノシ
ルシトシン、バルビタール、ビスエチルキサントゲン、
ブチルヒドロキシアニソール、ブチルヒドロキシトルエ
ン、3,5−ジ−tert−ブチルカテコール、ter
t−ブチルヒドロキノン、2−n−ブチルチオフェン、
シスプラチン、クロナゼパム、シクロホスファミド、デ
キサメタゾン、ジエチルジチオカルバミン酸、マレイン
酸ジエチル、ジエチルニトロソアミン、5,6−ジヒド
ロ−2H−ピラン−2−オン、ジメチルフマレート、マ
レイン酸ジメチル、イタコン酸ジメチル、ジスルフィラ
ム、1,2−ジチオル−3−チオン、エルシン、エリソ
リン、エタノール、エトキシキン、5−エチル−5−フ
ェニルヒダントイン、2−n−ヘプチルフラン、α−ヘ
キサクロロシクロヘキサン、γ−ヘキサクロロシクロヘ
キサン、ヘキサクロロベンゼン、3,4,5,3’,
4’,5’−ヘキサクロロビフェニル、2,4,5,
2’,4’,5’−ヘキサクロロビフェニル、2,3,
5,2’,3’,5’−ヘキサクロロビフェニル、イン
ターフェロン−α/β、イプロプラチン、イソサフロー
ル、酢酸鉛、P−メトキシフェノール、アクリル酸メチ
ル、3−メチルコラントレン、2−メチレン−4−ブチ
ロラクトン、メチルセレノシアネート、じゃ香キシレ
ン、β−ナフトフラボン、オルチブラズ、フェノバルビ
タール、ポリ塩素化ビフェニル、プロピルチオウラシ
ル、リファンピシン、トランス−スチルベンオキシド、
ステプトゾトシン、スダン、1,4−ビス−[2−
(3,5−ジクロロピリジルオキシ)]ベンゼン、テト
ラクロロジベンゾ−P−ジオキシン、2,3,5,6−
テトラフルオロフェノール、1−(2−チアゾリルア
ゾ)−2−ナフトール、塩化ビニリデン、アドリアマイ
シン、ヒ酸、ブレオマイシン、2−[3−(クロロエチ
ル)−3−ニトロソウレイド]−D−ジオキシグルコピ
ラノース、エタクリン酸、エトポシド、ヘプスルファ
ム、マイトマイシンC、ミトキサントロン、ノバントロ
ン、オキサザホスホリン、TGF−β1およびビンクリ
スチンである。私達の知るところでは、大半のGST基
質は非生体物質か自然界の酸化侵襲産物のいずれかであ
る。これらの物質の共通の特徴は、それらが代謝プロセ
スまたは代謝カスケードの発生に伴われることである。
そして、幾つかの内因性物質もGSTの誘導体である。
Constitutive activation of GSH synthesis and GST activity can be achieved by modulating cells under toxin-induced culture conditions. Chemicals that induce GST and GSH are very diverse. These include carcinogens, cytotoxins, chemotherapeutics,
Also includes heavy metals and metal-containing chemicals. GST induction is also made by reactive oxygen species. Examples of these chemicals include N-acetoxy-2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo [4,5-b] pyridine, aflatoxin B1-8,9-epoxide, benzo [a] pyrene-4. , 5-oxide, ben {[a] anthracene-
5,6-oxide, ben {[a] anthracene-8,9
-Diol-10,11-oxide, butadiene monoepoxide, + antichrysene-1,2-diol-3,4-
Oxide, 5-hydroxymethylchrysene-sulfate, 7,12-dihydroxymethylbenz [[a] anthracene-sulfate, 7-hydroxymethyl-12-
Methylbenzo [a] anthracene-sulfate, 1-
Methyl-2-nitro-1-nitrosoguanidine, 1-nitropyrene-4,5-oxide, 1-nitropyrene-
9,10-oxide, 4-nitroquinoline 1-oxide, benzo [a] pyrene, dimethylaminoazobenzene, 7,12-dimethylbenzo [a] anthracene,
5,9-dimethyl-7H-dibenzo [c, g] carbazole, 3-methylcholanthrene, acetochlor, acifluorfen, arachlor, aldrin, atrazine, azinefosmethyl, 1,4-benzoquinone, chlorimuron-ethyl , Cumene hydroperoxide, DDT,
N, N-diallyl-2-chloroacetamide, diazinon, diclobenyl, diclofluanide, 2,4-dichlorophenoxy-acetic acid, S-ethyl N, N-dipropylthiocarbamate sulfoxide, ethylene oxide, ethyl parathion, phenoxy Aprop-ethyl, fluorodiphene, lindane, malathion, methyl bromide, methyl chloride, methyl parathion, metolachlor, trans, trans-muconaldehyde, naphthalene 1,2-oxide, parathion, propachlor, propetanphos,
Styrene oxide, tetrachlorvinphos, trans-stilbene oxide, tridiphene, vinyl chloride,
Ampicillin, fosfomycin, penicillin, 1,3-
Bis (2-chloroethyl) -1-nitrosourea, chlorambucil, cyclophosphamide, ethacrynic acid, mechlorethamine, melphalan, mitozantrone, nitrogen mustard, thiotepa, acrolein, adenine propenal, cholesterol α-oxide, cytosine propenal, Dilinoleoylphosphatidylchlorin hydroperoxide, dilinoleoylphosphatidylethanolamine hydroperoxide, dilinoleoylphosphatidylglycerol hydroperoxide, epoxyeicosatrienoic acid, 4-hydroxynonenal, linoleic acid hydroperoxide, methyl linoleate ozonized, thymine Propenal, uracil propenal, chlorotrifluoroethane, 1,4-dibromo-2,3-epoxybutane, Romometan, 1,3-dichloroacetone, dichloroacetylene, dichloromethane, 1,2,
3,4-diepoxybutane, 1,2-epoxy-4-bromobutane, dibromide ethylene, hexachlorobutadiene, allobarbital, 1-β-D-arabinofuranosylcytosine, barbital, bisethylxanthogen,
Butylhydroxyanisole, butylhydroxytoluene, 3,5-di-tert-butylcatechol, ter
t-butylhydroquinone, 2-n-butylthiophene,
Cisplatin, clonazepam, cyclophosphamide, dexamethasone, diethyldithiocarbamic acid, diethyl maleate, diethylnitrosamine, 5,6-dihydro-2H-pyran-2-one, dimethyl fumarate, dimethyl maleate, dimethyl itaconate, disulfiram, 1,2-dithiol-3-thione, elsine, erythroline, ethanol, ethoxyquin, 5-ethyl-5-phenylhydantoin, 2-n-heptylfuran, α-hexachlorocyclohexane, γ-hexachlorocyclohexane, hexachlorobenzene, 3,4 , 5,3 ',
4 ', 5'-hexachlorobiphenyl, 2,4,5
2 ', 4', 5'-hexachlorobiphenyl, 2,3
5,2 ′, 3 ′, 5′-hexachlorobiphenyl, interferon-α / β, iproplatin, isosafrole, lead acetate, P-methoxyphenol, methyl acrylate, 3-methylcholanthrene, 2-methylene-4-butyrolactone , Methyl selenocyanate, jasmine xylene, β-naphthoflavon, ortibraz, phenobarbital, polychlorinated biphenyl, propylthiouracil, rifampicin, trans-stilbene oxide,
Steptozotocin, sudan, 1,4-bis- [2-
(3,5-dichloropyridyloxy)] benzene, tetrachlorodibenzo-P-dioxin, 2,3,5,6-
Tetrafluorophenol, 1- (2-thiazolylazo) -2-naphthol, vinylidene chloride, adriamycin, arsenic acid, bleomycin, 2- [3- (chloroethyl) -3-nitrosoureido] -D-dioxyglucopyranose, ethacrynic acid , Etoposide, hepsulfam, mitomycin C, mitoxantrone, novantrone, oxazaphosphorin, TGF-β1, and vincristine. To our knowledge, most GST substrates are either non-biological materials or products of oxidative invasion in nature. A common feature of these substances is that they are involved in the development of metabolic processes or metabolic cascades.
And some endogenous substances are also derivatives of GST.

【0027】細胞内GSH含有量およびGST活性のモ
ジュレート(modulating)は、正常肝組織か
ら樹立されたヒト肝細胞クローンである複製肝細胞株D
YDにおいて行われる。細胞のモジュレート(modu
lating)手順は実施例1に詳細に記述されてい
る。それらに増強された特異的解毒機能を賦与すること
によって、肝細胞はトキシンをより特異的、迅速且つ効
率的に変換し、こうして生体人工肝補助系のバイオリア
クターの効率性が高くなる。バイオリアクターの中に接
種される肝細胞の量は、現在のバイオリアクターの効率
性に影響を与えるもうひとつの重要因子である。バイオ
リアクターの中の肝細胞の正確な数を算出することは誰
にもできないけれども、細胞質量の一般的容認値は体外
循環補助装置で100−300gである。本発明の細胞
量は、ひとつのモジュールに付き25−75億個、約2
5−75グラムである。この様な膨大な数の細胞を収容
するために、特殊なバイオリアクター構造が構築され
る。機能的肝細胞はマクロ孔質ミクロキャリアー上で増
殖、集密することができ、その後細胞の付着したミクロ
キャリアーをバイオリアクター中に取り出すと、そこで
は肝細胞の安定した機能作用を維持するために、栄養と
酸素の連続供給が保証されている。
Modulation of intracellular GSH content and GST activity was determined by replicating hepatocyte cell line D, a human hepatocyte clone established from normal liver tissue.
Performed in YD. Modulation of cells (modu
The rating procedure is described in detail in Example 1. By conferring on them an enhanced specific detoxification function, hepatocytes convert toxins more specifically, quickly and efficiently, thus increasing the efficiency of bioartificial liver assisted bioreactors. The amount of hepatocytes inoculated into a bioreactor is another important factor affecting the efficiency of current bioreactors. Although no one can calculate the exact number of hepatocytes in a bioreactor, a generally accepted value for cell mass is 100-300 g for extracorporeal circulation assist devices. The cell amount of the present invention is 2.5 to 7.5 billion cells per module, about 2
5-75 grams. Special bioreactor structures are constructed to accommodate such a vast number of cells. Functional hepatocytes can grow and confluent on macroporous microcarriers, and then withdraw the microcarriers with attached cells into the bioreactor, where they maintain a stable functional effect of the hepatocytes. A continuous supply of nutrients and oxygen is guaranteed.

【0028】図1に描かれた実施例に関して、そこには
患者循環のための血漿分離用カートリッジ1、吸着カラ
ム2、肝細胞バイオリアクター3、栄養/廃棄物循環お
よび交換用透析カートリッジ6で構成される、生体人工
肝補助装置の系の概略図が示されている。肝細胞バイオ
リアクターには、収容器43とマクロ孔質ミクロキャリ
アー5上に非常に高密度で増殖される前記の機能的肝細
胞4が含まれる。本発明の肝補助の原理は、透析液がバ
イオリアクター3を通って一定速度で血漿分離系1の毛
管の外側を循環する一方で、患者の血液/血漿が血漿分
離系1を通って血漿分離系1の毛管の内側を流れるとい
うことである。透析液は患者からトキシンまたは物質を
バイオリアクター3の中に運び、そこでは機能的肝細胞
4がマクロ孔質ミクロキャリアー5上で増殖している。
マクロ孔質ミクロキャリアー5で増殖された機能的肝細
胞4は、これらのトキシンまたは物質を低毒性または非
有害性代謝生成物に生体内変換または代謝するだろう。
培養において肝細胞の生存率と機能性を維持するため
に、栄養供給および代謝物除去系が、バイオリアクター
3と培地レザバー34を連結する透析カートリッジ6の
使用によって、肝細胞バイオリアクター3に接続され
る。吸着カラム2が患者循環11をバイオリアクター3
と接続している。活性炭が吸着剤として好ましい。幾つ
かの免疫吸着剤も使用可能である。
Referring to the embodiment depicted in FIG. 1, it comprises a cartridge 1 for plasma separation for patient circulation, an adsorption column 2, a hepatocyte bioreactor 3, and a dialysis cartridge 6 for nutrient / waste circulation and exchange. FIG. 1 shows a schematic view of a system of the living-artificial liver assist device. The hepatocyte bioreactor contains said functional hepatocytes 4 grown at very high density on a container 43 and a macroporous microcarrier 5. The principle of the liver assist of the present invention is that the dialysate circulates through the bioreactor 3 at a constant rate outside the capillary of the plasma separation system 1 while the patient's blood / plasma passes through the plasma separation system 1 for plasma separation. It flows inside the capillary of system 1. The dialysate carries the toxin or substance from the patient into the bioreactor 3 where the functional hepatocytes 4 are growing on the macroporous microcarrier 5.
Functional hepatocytes 4 grown on macroporous microcarriers 5 will biotransform or metabolize these toxins or substances into less toxic or non-toxic metabolites.
To maintain hepatocyte viability and functionality in culture, a nutrient supply and metabolite removal system is connected to hepatocyte bioreactor 3 by use of dialysis cartridge 6 connecting bioreactor 3 and media reservoir 34. You. Adsorption column 2 circulates patient circulation 11 in bioreactor 3
Is connected to Activated carbon is preferred as the adsorbent. Some immunosorbents can also be used.

【0029】血漿濾過カートリッジ1に関して、血液/
血漿循環と肝細胞バイオリアクター3を連絡させて、劇
症肝不全患者体内に蓄積している栄養素とトキシンのよ
うな、広範囲の分子量の化合物の効率的な交換ができる
好ましいカートリッジ膜が選ばれる。血漿濾過カートリ
ッジ1として選択される膜は、例えばアンモニア、芳香
族アミノ酸、脂肪酸、メルカプタン、内因性ベンゾジア
ゼピン、胆汁酸、ビリルビン、中分子量、シトカイン、
エンドトキシンその他等のような、劇症肝不全患者にお
ける脳症発症に潜在的に重要なトキシンに対して透過性
でなければならない。しかし、既知の多くのトキシンは
患者の血液中で担体としてのアルブミンと結合されるか
ら、血液を効率的に浄化するためには、膜のさらなる分
子量上限を求めることで、アルブミンの自由通過が可能
であろう。従って、このような目的のために設計された
適切な血漿濾過膜が取り付けられた。このような膜は市
販されている。膜はセルロース、酢酸セルロース、ポリ
アクリロニトリルまたはポリサルホンでできている。
With respect to the plasma filtration cartridge 1, the blood /
A preferred cartridge membrane is selected that allows the plasma circulation to communicate with the hepatocyte bioreactor 3 and allows efficient exchange of a wide range of molecular weight compounds, such as toxins and nutrients, accumulated in the patient with fulminant hepatic failure. The membrane selected as the plasma filtration cartridge 1 includes, for example, ammonia, aromatic amino acids, fatty acids, mercaptan, endogenous benzodiazepine, bile acid, bilirubin, medium molecular weight, cytokine,
It must be permeable to toxins that are potentially important for encephalopathy development in patients with fulminant liver failure, such as endotoxins and the like. However, because many known toxins are bound to albumin as a carrier in the patient's blood, free passage of albumin can be achieved by further limiting the molecular weight of the membrane to efficiently purify the blood. Will. Therefore, a suitable plasma filtration membrane designed for such purpose was installed. Such membranes are commercially available. The membrane is made of cellulose, cellulose acetate, polyacrylonitrile or polysulfone.

【0030】肝細胞バイオリアクター3は、前記の肝細
胞がマクロ孔質ミクロキャリアー5上で高密度に増殖さ
れる収容器43と遠心ポンプ40を備える。収容器は細
胞に非毒性で高機械的強度のプラスチック材で作られて
いる。遠心ポンプ40は収容器43の底に結合される。
収容器43の上部に肝細胞注入口として開口部30があ
り、収容器43の両側に透析液入口24、31と透析液
出口25、32として設計された4つの開口部がある。
上部の開口部30は収容器43の中に入るマクロ孔質ミ
クロキャリアーの注入ポートとして使用される。各入口
および出口には、透析液循環に細胞が入るのを避けるた
め、フィルターが固定される。一方、透析循環回路の中
の圧力センサー39が回路凝固を示す圧力変化を監視す
る。
The hepatocyte bioreactor 3 includes a container 43 and a centrifugal pump 40 in which the hepatocytes are grown at high density on the macroporous microcarrier 5. The container is made of a plastic material that is non-toxic to cells and has high mechanical strength. The centrifugal pump 40 is connected to the bottom of the container 43.
At the top of the container 43 there is an opening 30 as a hepatocyte inlet, and on both sides of the container 43 there are four openings designed as dialysate inlets 24, 31 and dialysate outlets 25, 32.
The upper opening 30 is used as an injection port for the macroporous microcarrier into the container 43. Filters are fixed at each inlet and outlet to prevent cells from entering the dialysate circulation. On the other hand, a pressure sensor 39 in the dialysis circuit monitors pressure changes indicative of circuit coagulation.

【0031】透析液循環の組成は10−30%の正常ヒ
ト血清または血漿を添加したWilliamE培地であ
る。正常ヒト血清または血漿を補充する目的は、ヒト天
然血成分を注入することによって低下していく肝臓合成
機能を補償すること、透析液中のコロイド浸透性を高め
ること、および患者循環と透析液循環の間の大量交換を
促進することである。収容器43の底にはマクロ孔質ミ
クロキャリアーを懸濁状態にする遠心ポンプが固定され
る。マクロ孔質ミクロキャリアーは肝細胞を固定するマ
トリックスの役目を果たす。選択実施例では、収容器4
3はポリプロピレン、ポリカーボネイトまたはポリサル
ホンでできている。マクロ孔質ミクロキャリアーはPh
armacia LKB Biotechnology
社によって商標名CytodexTM, Cytopor
TMおよびCytolineTMとして供給される。マク
ロ孔質ミクロキャリアーの直径は30−500μmが好
ましく、100−300μmが最も望ましい。ミクロキ
ャリアーはセルロース、架橋接合デキストラン、ポリエ
チレンおよびシリカ、またはそのいずれかでできてい
る。
The composition of the dialysate circulation is a William E medium supplemented with 10-30% normal human serum or plasma. The purpose of replenishing normal human serum or plasma is to compensate for declining liver synthesis by injecting human natural blood components, increase colloid permeability in dialysate, and patient and dialysate circulation Is to facilitate mass exchange between the two. At the bottom of the container 43, a centrifugal pump for suspending the macroporous microcarrier is fixed. Macroporous microcarriers serve as a matrix to fix hepatocytes. In the selected embodiment, the container 4
3 is made of polypropylene, polycarbonate or polysulfone. Macroporous microcarrier is Ph
armasia LKB Biotechnology
Cytodex , Cytopor by the company
supplied as e TM and Cytoline TM. The diameter of the macroporous microcarrier is preferably 30-500 μm, most preferably 100-300 μm. The microcarrier is made of cellulose, cross-linked dextran, polyethylene and / or silica.

【0032】バイオリアクター中の肝細胞の生存率およ
び機能性は栄養供給および代謝廃棄物除去系によって維
持される。この系は、肝細胞バイオリアクター3と培地
レザバー34の間の大量交換を行う透析カートリッジ
6、pHセンサー35および溶存酸素センサー37、p
H調節液を注入する注射筒36、そして毛管内循環液内
のpH値と溶存酸素濃度を調節する酸素発生器系38を
備える。透析液は透析カートリッジ6の毛管の外側を流
れる。この部分の透析液は血漿蛋白質が補充されないW
illiamE細胞培地である。マクロ孔質ミクロキャ
リアーでの肝細胞培養によって、足場依存性細胞の実用
的高収率培養が可能になる。マクロ孔質ミクロキャリア
ーにおいて、培養肝細胞はミクロキャリアー表面の単層
としてのみならず、ミクロキャリアーの孔内側にも増殖
する。懸濁または潅流培養系でミクロキャリアーを使用
することによって、107乃至108個の細胞数/mlの
収率を達成することが可能である。
Hepatocyte viability and functionality in the bioreactor is maintained by a nutrient supply and metabolic waste removal system. This system comprises a dialysis cartridge 6 for performing a large-scale exchange between the hepatocyte bioreactor 3 and the medium reservoir 34, a pH sensor 35 and a dissolved oxygen sensor 37, p.
An injection cylinder 36 for injecting the H adjusting liquid, and an oxygen generator system 38 for adjusting the pH value and the dissolved oxygen concentration in the circulating liquid in the capillary are provided. The dialysate flows outside the capillary of the dialysis cartridge 6. This part of the dialysate is not supplemented with plasma proteins.
It is an illiamE cell culture medium. Hepatocyte culture in macroporous microcarriers allows for practical high-yield culture of anchorage-dependent cells. In macroporous microcarriers, cultured hepatocytes proliferate not only as a monolayer on the surface of the microcarrier, but also inside the pores of the microcarrier. By using microcarriers in suspension or perfusion culture systems, it is possible to achieve yields of 10 7 to 10 8 cells / ml.

【0033】肝細胞バイオリアクターは生体人工肝補助
系の中枢部である。肝細胞は収容器43の中に封じ込め
られ、渦巻きポンプ40によって懸濁される。収容器4
3の材質にはポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリ
スチレンまたはポリサルホンの使用が好ましい。収容器
構造のこの種の材質の利点は: 1.細胞の生存性と代謝に非毒性であることが判ってい
る。 2.容易に滅菌できる。 3.遠心ポンプ40が作動する時、その機械的強度が振
動に耐える。 収容器43の両側に、透析液入口24、26および出口
25、27がある。それらは通常使用の透析カートリッ
ジの標準的プラスチック部品に合致するよう、特別に製
造される。透析の入口と出口の他に、細胞とその破片あ
るいはより大きい粒子すら血液循環から入り込まないよ
うに、フィルター(図では示さず)がそれぞれの入口と
出口に取り付けられる。透析液循環の中への細胞成分の
漏出をうまく防止し、そこへの干渉を最小限にするため
に、フィルターの小孔のサイズは10μm以下、好まし
いのは1−5μmである。粒子により入口または出口が
凝固した場合には、フィルターの取り替えが可能であ
る。フィルターの材質はMillporeのセルロース
膜から作られる。
The hepatocyte bioreactor is the central part of the bioartificial liver assist system. The hepatocytes are sealed in the container 43 and suspended by the vortex pump 40. Container 4
The material 3 is preferably polypropylene, polycarbonate, polystyrene or polysulfone. The advantages of this type of material for the container structure are: It has been found to be non-toxic to cell viability and metabolism. 2. Can be easily sterilized. 3. When the centrifugal pump 40 operates, its mechanical strength withstands vibration. On both sides of the container 43 there are dialysate inlets 24, 26 and outlets 25, 27. They are specially manufactured to match the standard plastic parts of commonly used dialysis cartridges. In addition to the dialysis inlet and outlet, filters (not shown) are attached to each inlet and outlet to prevent cells and their debris or even larger particles from entering the blood circulation. In order to successfully prevent leakage of cellular components into the dialysate circulation and to minimize interference therewith, the pore size of the filter is less than 10 μm, preferably 1-5 μm. If the particles solidify the inlet or outlet, the filter can be replaced. The filter material is made of Millpore cellulose membrane.

【0034】系全体の各構成部分をつなぐ管はシリコン
製チューブで、透析治療で常例的に使用されるものと類
似の規準を有し、同じ方法で製造されている特徴を有す
る。マクロ孔質ミクロキャリアーは外面と懸濁剤の中で
増殖する肝細胞が固定され得る内部空間を備える。この
マクロ孔質ミクロキャリアーはリアクター容積当たりの
細胞密度を増やすことによって生産性を高める。マクロ
孔質ミクロキャリアーで十分増殖した肝細胞は、〜10
8個/mlにも達し得る。マクロ孔質ミクロキャリアー
培養は前記肝細胞4のミクロキャリアー5への接種で始
まる。対数増殖期で良好栄養状態にある肝細胞4は蛋白
質分解酵素による消化によって収穫されて、分別しても
ミクロキャリアー5への細胞が可能なようにフラスコに
移される。5時間後、最終量になるように培地を加え
る。十分な細胞数を得るために、流動床培養系が使用さ
れ、生産性のスケールアップがされる。マクロ孔質ミク
ロキャリアー5のつくり出した高細胞密度によって、い
かなる代謝生成物も迅速に分離される。従って、培地潅
流および酸素供給系によって、定常状態が設定値で常に
維持される。細胞増殖は生化学的測定と細胞数算定によ
って監視できる。細胞4がマクロ孔質ミクロキャリアー
5上で集密した時、細胞を収穫する。
The tubing connecting the components of the overall system is a silicone tubing, having similar criteria to those routinely used in dialysis treatment, and has the characteristics of being manufactured in the same manner. The macroporous microcarrier has an outer surface and an inner space in which hepatocytes growing in suspension can be fixed. This macroporous microcarrier increases productivity by increasing cell density per reactor volume. Hepatocytes fully grown on macroporous microcarriers were -10
It can be as high as 8 cells / ml. Macroporous microcarrier culture begins with inoculation of the hepatocytes 4 into microcarriers 5. Hepatocytes 4 that are in a good nutritional state during the logarithmic growth phase are harvested by digestion with proteolytic enzymes and transferred to a flask so that cells can be transferred to microcarriers 5 even if sorted. After 5 hours, add the medium to the final volume. In order to obtain a sufficient number of cells, a fluidized bed culture system is used and productivity is scaled up. The high cell density created by the macroporous microcarrier 5 allows any metabolites to be rapidly separated. Therefore, a steady state is always maintained at the set value by the medium perfusion and oxygen supply system. Cell growth can be monitored by biochemical measurements and cell counts. When the cells 4 are confluent on the macroporous microcarrier 5, the cells are harvested.

【0035】十分増殖した肝細胞4を付けたマクロ孔質
ミクロキャリアー5は、無菌状態でバイオリアクター3
の収容器43に上部開口部30から移される。移される
細胞の量は5−7.5×1010個の範囲、通常5×10
10個である。バイオリアクターの中の細胞量は患者の状
態の重篤度に応じた臨床的必要性に依存するところが大
きい。マクロ孔質ミクロキャリアーを移した後、まずバ
イオリアクター3を10−30%のヒト血清または血漿
WillamEE培地を入れた新鮮培地で満たす。透析
液が血漿濾過系1の毛管外側スペースを通って流れるの
で、培地はバイオリアクター3と接続されている回路を
満たす必要がある。透析液は蠕動ポンプ23によって循
環される。
The macroporous microcarrier 5 to which the hepatocytes 4 that have been sufficiently grown are attached is placed in the bioreactor 3 under aseptic conditions.
Is transferred from the upper opening 30 to the container 43. The amount of cells transferred is in the range of 5-7.5 × 10 10 cells, usually 5 × 10
There are ten . The amount of cells in a bioreactor will largely depend on the clinical need depending on the severity of the patient's condition. After transferring the macroporous microcarrier, bioreactor 3 is first filled with fresh medium containing 10-30% human serum or plasma WillamEE medium. As the dialysate flows through the capillary outer space of the plasma filtration system 1, the medium must fill the circuit connected to the bioreactor 3. The dialysate is circulated by a peristaltic pump 23.

【0036】機能的肝細胞は透析膜6を通過する栄養培
地の持続流によって維持され、有毒細胞廃棄産物は透析
膜6を通過して培地リザバー34に拡散する。選択膜に
よって、アミノ酸やメルカプツール酸のような低分子の
排他的な自由通過が毛管内と毛管外スペースの間で可能
である。だが透析膜6は血漿蛋白質のような高分子量化
合物に対しては透過性でない。目的に適した膜は12,
000−14,000kdの範囲の分子量カットオフを
有する。セルロース膜はこのような膜の最良候補であ
る。本発明で使用され得る他の膜には、ポリサルホン、
ポリプロピレン等含まれている。透析液の組成は血清な
しのWilliamEである。培地リザバーは患者循環
が開始されている間一定時間経つと交換される。培地リ
ザバー34からの栄養培地は、ミクロキャリアー5上の
肝細胞4に栄養供給するため、透析カートリッジ6の半
透過膜を通過する。細胞廃棄産物とトキシン抱合体は透
析液によって除去され、その後透析液は定期的に交換さ
れる。この方法によって、系が肝臓の排泄機能を代行す
る。
The functional hepatocytes are maintained by the continuous flow of nutrient medium through the dialysis membrane 6 and the toxic cell waste products diffuse through the dialysis membrane 6 into the medium reservoir 34. The selective membrane allows exclusive free passage of small molecules such as amino acids and mercapturic acids between the intracapillary and extracapillary spaces. However, the dialysis membrane 6 is not permeable to high molecular weight compounds such as plasma proteins. 12 membranes suitable for the purpose
It has a molecular weight cut-off in the range of 000-14,000 kd. Cellulose membranes are the best candidates for such membranes. Other membranes that can be used in the present invention include polysulfone,
Polypropylene is included. The composition of the dialysate is William E without serum. The medium reservoir is replaced after a period of time while patient circulation is being initiated. The nutrient medium from the medium reservoir 34 passes through the semi-permeable membrane of the dialysis cartridge 6 to feed the hepatocytes 4 on the microcarriers 5. Cell waste products and toxin conjugates are removed by the dialysate, which is subsequently changed periodically. In this way, the system substitutes for the excretory function of the liver.

【0037】以下、本発明の実施例を示す。ただし、本
発明は以下の実施例に限定されるものではない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following examples.

【0038】実施例1 機能的ヒト肝細胞系の樹立、およびそのGSH含有量と
GST活性のモジュレート(modulating) シスプラチン(cis−diaminedichlor
oplatinum;cis−DDP)は広範囲の腫瘍
の化学療法薬である。この薬品の機序は、細胞毒性作用
を惹起するという方法で細胞を死滅させる。その親細胞
より高い解毒作用能を特徴とする特に機能的な肝細胞を
入手するために、樹立ヒト肝細胞株DYDがそのGSH
含有量とGST活性をモジュレート(modulati
ng)するよう使用される。WilliamE培地、ウ
シ胎仔血清(FCS)、ペニシリン−ストレプトマイシ
ン、ピルビン酸ナトリウムおよびL−グルタミンを含
め、全ての細胞培養試薬は、Gibco Life T
echnologies Ltd.から購入した。他の
全薬品は特に言及しない限りSigma(St.Lou
is,USA)製である。樹立ヒト肝臓DYD細胞は、
空気中に5%CO2ガスを含む雰囲気下で10%(v/
v)FCSを添加したWilliamE培地において単
相培養として増殖された。細胞はトリプシンおよびED
TAを1:3の比で使用して週1度継代培養された。シ
スプラチンはSigma(St.Louis,USA)
から購入した。それをHans溶液中で溶解しストック
溶液を調製した。20℃で保存したストック溶液を培地
に必要とされる濃度に従って希釈した。血清を添加した
培地において、週1度DYD細胞を24時間0.5μg
/mlのシスプラチンで処理した。この期間、細胞を培
養するため、常例的培地として、シスプラチンなしの培
地が使用された。10ヵ月の投与期間、シスプラチンの
濃度を0.5μg/mlから5.05μg/mlまで増
加しながら、この手順を繰り返し行った。細胞をクロー
ニング化し、クローン化細胞を液体窒素中に貯蔵した。
始原DYD−を用いてクローンの集合を選別し、続いて
数週間の薬品曝露時間をとった。GSHおよびGSTの
測定のために、DYD細胞とそのクローンを24−ウェ
ルプレート[Constar, USA]の中で増殖し
た。クローン化細胞の各バッチで、グルタチオンおよび
グルタチオンS−トランスフェラーゼを定量した。細胞
内総グルタチオン値の測定を蛍光定量法によって行っ
た。細胞ホモジネートにおけるGST活性は50μm
1−クロロ−2,4−ジニトロベンゼン(CDNB)を
用いて直接分光光度法で行った。
Example 1 Establishment of a Functional Human Hepatocyte Line and Modulation of Its GSH Content and GST Activity Cisplatin (cis-diaminedichlor)
oplatinum (cis-DDP) is a chemotherapeutic agent for a wide range of tumors. The mechanism of this drug kills cells in a way that causes cytotoxic effects. In order to obtain particularly functional hepatocytes that are characterized by a higher detoxification capacity than their parental cells, the established human hepatocyte cell line DYD was
Modulates content and GST activity (modulati
ng). All cell culture reagents, including William E medium, fetal calf serum (FCS), penicillin-streptomycin, sodium pyruvate and L-glutamine, are from Gibco Life T
technologies Ltd. Purchased from. All other chemicals are Sigma (St. Lou) unless otherwise noted.
is, USA). Established human liver DYD cells
10% (v / v) in an atmosphere containing 5% CO 2 gas in air
v) Growed as a monophasic culture in William E medium supplemented with FCS. Cells are trypsin and ED
Subcultured weekly using TA at a ratio of 1: 3. Cisplatin is available from Sigma (St. Louis, USA)
Purchased from. It was dissolved in Hans solution to prepare a stock solution. Stock solutions stored at 20 ° C. were diluted according to the concentration required for the medium. In a medium supplemented with serum, 0.5 μg of DYD cells were added once a week for 24 hours.
/ Ml of cisplatin. During this time, a medium without cisplatin was used as a conventional medium for culturing cells. This procedure was repeated, increasing the concentration of cisplatin from 0.5 μg / ml to 5.05 μg / ml during the 10-month dosing period. Cells were cloned and the cloned cells were stored in liquid nitrogen.
A population of clones was selected using primordial DYD-, followed by several weeks of drug exposure time. DYD cells and their clones were grown in 24-well plates [Constar, USA] for measurement of GSH and GST. Glutathione and glutathione S-transferase were quantified in each batch of cloned cells. The measurement of the total intracellular glutathione value was performed by a fluorimetric method. GST activity in cell homogenate is 50 μm
Direct spectrophotometry was performed using 1-chloro-2,4-dinitrobenzene (CDNB).

【0039】結果:表1は3つの異なるDYD細胞クロ
ーンにおけるGSH含有量およびGST活性を示してい
る。表1に示すように、この3種のクローンにおけるG
SH含有量が親細胞のそれと比較されている。GSH値
は3種のクローン全てで上昇しており、薬品曝露の期間
とよく相関している。GST活性はこれらのクローンで
異なる値をとって増強されていた。GSHと比較する
と、GST活性上昇はGSHに対するトキシンの抱合に
おいて重要な役割を果たすと考え得る。
Results: Table 1 shows the GSH content and GST activity in three different DYD cell clones. As shown in Table 1, G in these three clones
SH content is compared to that of parental cells. GSH levels are elevated in all three clones and correlate well with the duration of drug exposure. GST activity was enhanced with different values in these clones. Compared to GSH, increased GST activity may play an important role in conjugating toxins to GSH.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】実施例2 樹立機能細胞株の特徴付け、およびそのヒト肝細胞初代
培養と不滅化細胞との比較 本発明の機能的肝細胞クローンはヒト肝臓再生組織から
樹立されるが、増強されたGSH含有量およびGST活
性強を有する。表2はこの細胞株、すなわち不滅化ヒト
肝細胞株(例としてHep G2細胞を使用)、肝細胞
の初代培養における細胞株のGSH含有量とGST活性
を示している。肝細胞の初代培養は肝組織から単離され
たばかりの新鮮なものである。肝細胞を0.25%のコ
ラギナーゼによって分離させ、その後緩衝塩類溶液の中
に分散した。洗浄し、細胞メッシュによって濾過した
後、10cm皿に5×106の濃度で細胞をペトリ皿に
接種した。細胞培養には、DMEM培地に10%FCS
を添加して使用している。Hep G2細胞とDYD−
50細胞の培養は実施例1と同一である。
Example 2 Characterization of Established Functional Cell Lines and Comparison of the Primary Culture of Human Hepatocytes with Immortalized Cells The functional hepatocyte clone of the present invention was established from human liver regenerating tissues but was enhanced. Has GSH content and GST activity. Table 2 shows the GSH content and GST activity of this cell line, an immortalized human hepatocyte cell line (using Hep G2 cells as an example), the cell line in the primary culture of hepatocytes. Primary cultures of hepatocytes are fresh, freshly isolated from liver tissue. Hepatocytes were separated by 0.25% collagenase and then dispersed in buffered saline. After washing and filtering through a cell mesh, a 10 cm dish was seeded with cells at a concentration of 5 × 10 6 in a Petri dish. For cell culture, 10% FCS in DMEM medium
Is used. Hep G2 cells and DYD-
The culture of 50 cells is the same as in Example 1.

【0042】[0042]

【表2】 *Grant M.H,et al:Biochemical Pharma cology,37(17):3365−68 1988 Doostar H,et al:Xenobiotica,20(4): 435−41 1990 **Grant M.H,et al:Biochemical Pharma cology,36(14):2311−16 1987[Table 2] * Grant M. H, et al: Biochemical Pharmacology, 37 (17): 3365-68 1988 Doostar H, et al: Xenobiotica, 20 (4): 435-41 1990 ** Grant M. H, et al: Biochemical Pharmacology, 36 (14): 2311-16 1987.

【0043】実施例3 樹立機能細胞のマクロ孔質ミクロキャリアー上でのスケ
ールアップ マクロ孔質ミクロキャリアーはPhamaciaから商
標名CytoporeTMおよびCytolineTMで購
入されている。CytoporeTMはセルロースで、C
ytolineTMはポリエチレンおよびシリカでできて
いる。両ミクロキャリアーの使用前には、新鮮な蒸留水
またはPBSの中で乾燥ミクロキャリアーを親水化し、
膨潤させることが必要である。蒸留水を培地と置換し
て、培養条件下で一晩ミクロキャリアーを平衡化する。
均一な培養環境を用意し、受ける剪断力を小さくするた
めに、高密度細胞培養を供給できるように潅流培養系が
用いられている。この実験では、流動床または充填床リ
アクターがCytolineミクロキャリアーの最適反
応器である。この型のリアクターは潅流法における高密
度培養と低剪断力と併有する。フラスコで指数増殖期に
良好栄養状態で増殖された細胞のトリプシン分離によっ
て細胞懸濁剤を用意した。ミクロキャリアー充填量2×
106/mlの比率で大型フラスコの中に付加した。付
着期にフラスコを培養器の中に入れ、ミクロキャリアー
上で均一な細胞分布を得るために30分毎に穏やかに撹
拌した。5時間後に十分な培地を加え、ミクロキャリア
ーをバイオリアクターの中に置いた。流動床培養では、
使用可能な充填ミクロキャリアーの最大容積は反応器容
積の50%であった。充填床培養では、使用可能な充填
ミクロキャリアーの最大容積は反応器容積の75%であ
った。バイオリアクターの中で高細胞密度を維持するた
めには、有毒代謝産物は蓄積されてはならず、pH値は
設定値で維持されるべきである。望ましい酸素濃度値も
維持されるべきである。潅流培地は定期的に取り替えら
れた。通常、DYD肝細胞が潅流条件下で集密するには
1−2週間かかる。細胞収穫の際、その密度は流動床バ
イオリアクターで107−108/mlに達する。
Example 3 Scale-Up of Established Functional Cells on Macroporous Microcarriers Macroporous microcarriers are purchased from Pharmacia under the trade names Cytopore and Cytoline . Cytopore is cellulose and C
ytoline is made of polyethylene and silica. Prior to use of both microcarriers, hydrophilize the dried microcarriers in fresh distilled water or PBS,
It is necessary to swell. Replace the distilled water with the medium and equilibrate the microcarriers overnight under culture conditions.
In order to prepare a uniform culture environment and reduce the shearing force that is applied, a perfusion culture system is used so that high-density cell culture can be supplied. In this experiment, a fluidized bed or packed bed reactor is the optimal reactor for Cytoline microcarriers. This type of reactor combines high density culture and low shear in the perfusion method. A cell suspension was prepared by trypsin separation of cells grown in a nutrient state in the exponential growth phase in a flask. Microcarrier loading 2 ×
It was added into a large flask at a rate of 10 6 / ml. During the attachment phase, the flask was placed in an incubator and gently agitated every 30 minutes to obtain a uniform cell distribution on the microcarrier. After 5 hours, sufficient medium was added and the microcarrier was placed in the bioreactor. In fluid bed culture,
The maximum volume of packed microcarriers that could be used was 50% of the reactor volume. In a packed bed culture, the maximum volume of packed microcarriers that could be used was 75% of the reactor volume. To maintain a high cell density in the bioreactor, no toxic metabolites should accumulate and the pH value should be maintained at a set value. Desirable oxygen concentration values should also be maintained. The perfusion medium was changed periodically. It usually takes 1-2 weeks for DYD hepatocytes to confluence under perfusion conditions. During cell harvesting, its density reaches 10 7 -10 8 / ml in a fluidized bed bioreactor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明で提示された増強解毒作用を有する特殊
な機能的肝細胞を使用する特異的体外循環肝補助装置
(sELAD)の全体構造である。
FIG. 1 is an overall structure of a specific extracorporeal circulation assisted liver device (sELAD) using a special functional hepatocyte having enhanced detoxification action proposed in the present invention.

【図2】吸着カラムを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an adsorption column.

【図3】肝細胞バイオリアクターを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a hepatocyte bioreactor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 患者循環用血漿濾過カートリッジ 2 吸着剤潅流タンク 3 肝細胞バイオリアクター 4 機能的肝細胞 5 ミクロキャリアー 6 栄養/廃棄物循環用透析カートリッジ 11 患者被験者 12 ポンプ 13 血液入口 14 血液出口 20 吸着剤 21 透析液出口 22 透析液入口 23 ポンプ 24 透析液入口 25 透析液出口 26 透析液入口 27 透析液出口 30 バイオリアクター開口部 31 バイオリアクター循環入口 32 バイオリアクター循環出口 33 ポンプ 34 培地リザーバ 35 pHセンサー 36 pH調節液用注射筒 37 溶存酸素センサー 38 人工肺 39 圧力センサー 40 遠心ポンプ 41 透析循環出口 42 透析循環入口 43 収容器 1 Plasma Filtration Cartridge for Patient Circulation 2 Adsorbent Perfusion Tank 3 Hepatocyte Bioreactor 4 Functional Hepatocytes 5 Microcarrier 6 Nutrition / Waste Circulation Dialysis Cartridge 11 Patient Subject 12 Pump 13 Blood Inlet 14 Blood Outlet 20 Sorbent 21 Dialysis Liquid outlet 22 Dialysate inlet 23 Pump 24 Dialysate inlet 25 Dialysate outlet 26 Dialysate inlet 27 Dialysate outlet 30 Bioreactor opening 31 Bioreactor circulation inlet 32 Bioreactor circulation outlet 33 Pump 34 Medium reservoir 35 pH sensor 36 pH adjustment Syringe for liquid 37 Dissolved oxygen sensor 38 Artificial lung 39 Pressure sensor 40 Centrifugal pump 41 Dialysis circulation outlet 42 Dialysis circulation inlet 43 Container

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 泉 和雄 広島県広島市中区加古町12番17号 株式会 社ジェイ・エム・エス内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (72) Inventor Kazuo Izumi 12-17 Kakocho, Naka-ku, Hiroshima-shi, Hiroshima, Japan

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正常な肝細胞の細胞株(DYD)に由来
する、GSH含有量の増加とGST活性の上昇を特徴と
する解毒作用の増強を示す機能的ヒト肝細胞クローン
(DYD−)の集合。
1. A functional human hepatocyte clone (DYD-) which is derived from a normal hepatocyte cell line (DYD) and which exhibits enhanced detoxification, characterized by increased GSH content and increased GST activity. set.
【請求項2】 前記のGSH含有量の増加とGST活性
の上昇が不滅化ヒト肝細胞の細胞株および肝組織から遊
離されたヒト肝細胞初代培養に匹敵する、請求項1記載
の機能的ヒト肝細胞クローンの集合。
2. The functional human of claim 1, wherein said increase in GSH content and increase in GST activity are comparable to primary cultures of human hepatocytes released from immortalized human hepatocyte cell lines and liver tissue. A collection of hepatocyte clones.
【請求項3】 前記の機能的肝細胞が24時間継代培養
後に50nmol/mg蛋白質を超えるまたは50nm
ol/106細胞を超えるGSH含有量を有する、請求
項1記載のヒト肝細胞クローンの集合。
3. The method of claim 1 wherein said functional hepatocytes exceed 50 nmol / mg protein or 50 nm after 24 hours of subculture.
2. The population of human hepatocyte clones of claim 1 having a GSH content greater than ol / 10 6 cells.
【請求項4】 前記の機能的肝細胞が24時間継代培養
後に基質CDNBによって毎分15nmol/mg蛋白
質を超えるまたは毎分80nmol/106細胞を超え
るGST活性を有する、請求項1記載のヒト肝細胞クロ
ーンの集合。
Wherein said functional hepatocytes has GST activity exceeding min 15 nmol / mg exceeding protein or per minute 80 nmol / 10 6 cells by substrate CDNB after 24 hours subculture, human claim 1, wherein A collection of hepatocyte clones.
【請求項5】 正常な肝細胞の細胞株をトキシン誘導培
地条件に曝露し、前記の細胞株において誘導物質によっ
て関連酵素の発現を変調するプロセスを備えている、請
求項1記載の機能的ヒト肝細胞クローンの集合を入手す
る方法。
5. The functional human of claim 1, comprising the step of exposing a normal hepatocyte cell line to toxin-inducing medium conditions and modulating the expression of a related enzyme by an inducer in said cell line. A method for obtaining a set of hepatocyte clones.
【請求項6】 誘導物質が発癌性か細胞毒性のいずれか
の特性を有する、請求項5記載の機能的ヒト肝細胞クロ
ーンの集合を入手する方法。
6. The method of obtaining a population of functional human hepatocyte clones according to claim 5, wherein the inducer has either carcinogenic or cytotoxic properties.
【請求項7】 請求項1記載の機能的ヒト肝細胞クロー
ンの集合を収容するバイオリアクターを備えている体外
循環肝補助装置。
7. An extracorporeal circulation liver assist device comprising a bioreactor containing a collection of functional human hepatocyte clones according to claim 1.
【請求項8】 前記の機能的ヒト肝細胞クローンがマク
ロ孔質ミクロキャリアーまたは例えば毛管やセラミック
のような他の生体適合性支持マトリックス系に選択的に
増殖される、請求項7記載の体外循環肝補助装置。
8. The extracorporeal circulation of claim 7, wherein said functional human hepatocyte clones are selectively propagated on macroporous microcarriers or other biocompatible support matrix systems such as capillaries and ceramics. Liver assist device.
【請求項9】 血漿濾過循環系と透析カートリッジ循環
系を備えている、請求項7記載の体外循環肝補助装置。
9. The extracorporeal circulation liver assist device according to claim 7, further comprising a plasma filtration circulation system and a dialysis cartridge circulation system.
【請求項10】 血漿濾過循環系が吸着カラムを備えて
いる、請求項9記載の体外循環肝補助装置。
10. The extracorporeal circulation liver assist device according to claim 9, wherein the plasma filtration circulation system includes an adsorption column.
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