肝虚血再灌流障害は肝移植あるいは肝切除時において避けられないものであり、それ故にprimary nonfunction又は肝不全を惹起するのでその機序を解明し防止策を立てることが急務である。しかしその機序はいまだ詳しく解明されていない。肝虚血再灌流においては、組織中のTumor necrosis factor(TNF)が虚血時に上昇し、再灌流時に血中へ放出されるとともに活性酸素が産生される。こうしたメディエーターの作用が肝及び遠隔臓器の障害をもたらすと考えられている。TNFが肝細胞内で活性酵素を発生し障害を惹起するとの報告がある。またクッパー細胞や好中球がTNFによって刺激され、スーパーオキサイドや過酸化水素を産生することも明らかにされている。一方で活性酸素がTNFの産生を増大させていることも報告されている。しかしこれまでTNFと活性酸素との両者を組み合わせて、肝細胞毒性を検討した報告はまだない。そこで筆者はこれらのメディエーターがどのように相互に影響しあって細胞毒性をもたらすかを解明する目的で培養肝細胞を用いて検討した。

　TNFの細胞毒性の実験では、2000ng/ml(4×10⁴U/ml)の高濃度でも肝細胞は全く死滅しないことが明らかになった。一方TNFは腫瘍細胞系に対して細胞毒性を発現するが、TNFに細胞を曝露することによって耐性を獲得することが知られている。TNFに対する耐性が誘導されるメカニズムについては明白ではない。しかしTNF感受性であるL929腫瘍細胞系をTNFに曝露させGSHを上昇させることによって耐性を獲得することが報告されている。さらに他の数種類のレポートでも、manganous superoxide dismutase(Mn-SOD)の遺伝子発現が高まることで、あるいはフェリチン重鎖、heat shock protein、plasminogen activator inhibitor type-2などのタンパクを発現させてTNFに対する抵抗性を導くことが報告されている。今回の実験では、肝細胞をTNFに曝露させることによってH₂O₂に対する防御作用が誘導されることを明らかにした,H₂O₂に対する細胞内の防御因子として代表的なものにグルタチオン系とカタラーゼが挙げられる。そして肝細胞内のこれらの抗酸化物質が、TNFによって導かれるH₂O₂に対する防御作用に寄与しているか否かを調べた。GSHの枯渇物質であるBSOがTNFのH₂O₂に対する防御作用を抑制するか否かを検証する為、肝細胞をTNFとBSOの両者同時に曝露しその後にH₂O₂に曝露したところ防御作用は低下した。最後にTNFを肝細胞に曝露させて細胞内GSHとカタラーゼ活性を測定した。TNFによってGSHは222%に上昇したが、カタラーゼは影響を受けないことが明らかになった。TNF曝露後3時間でGSSGが上昇したが、これはTNFが肝細胞に対してオキシダントによる酸化ストレスを与えていることを示している。GSHがTNFによって上昇するメカニズムとして最も考えられるのは、TNFによって細胞内に活性酸素が作られGSHが急激にGSSGに変換される一方それとは逆に、GSHの合成が進むことによって刺激を受ける前よりその量が増加するのではないかということである。

　肝虚血再灌流障害のメカニズムを解明し、それをできるかぎり少なくすることが我々の目標である。具体的には肝移植の際、ドナーから肝を取り出し移植するまでの保存期間や肝切除時に肝門部での血行遮断時間を安全に延長させることが大きな課題である。これまでTNFの細胞に対する毒性が重視されてきたが、一方でTNFが肝再生に働くことも明らかにされており、ここで得られた知見と考えあわせると臨床的応用としてTNFレベルを肝虚血の前に上昇させ、TNFのもつ細胞保護作用、細胞増殖作用のメリットを生かしつつ、虚血再灌流時の細胞障害性を軽減することが可能ではないかと推測された。

　肝細胞においてTNFは2000ng/mlの濃度以下では細胞毒性はないことが示された。TNFとH₂O₂を肝細胞に同時に曝露するとのH₂O₂単独の細胞毒性を上回って発揮するにもかかわらず、先にTNFを曝露させるとH₂O₂に対して細胞保護作用を発揮することが明らかになった。すなわちTNFは活性酸素の細胞毒性を増大させる一方、時期を換えることにより活性酸素に対する細胞保護作用を備えるようになるという異なる二つの影響をもたらすことが明らかになった。その細胞保護作用は抗酸化物質であるGSH活性の上昇によって活性酸素に対する耐性が生じると考えられる。