研究室の活動
　私たちは、鹿児島大学における地域特性を活かした特色ある研究として、先端的基礎的研究から実用化を見据えたブタやサルなどの大動物を用いたトランスレーショナルリサーチの中核拠点として、イノベーション創出や地域活性化につながる活動を行っています。
　研究テーマとしては、①同種移植における臓器生着と拒絶メカニズムの探究、②ブタをドナーとした異種移植の臨床応用化、の2つを大きな目標と掲げています。この目標を達成するため、研究室を率いる佐原および共同研究者である山田（米国ジョンズ・ホプキンス大学教授、鹿児島大学元教授）は、これまでに、組織適合性抗原（MHC）確立クラウン系ミニブタを用いた各種同種移植実験、種々の遺伝子改変を加えたブタをドナーとするブタ・霊長類間の異種移植実験などを通じ数々の成果を挙げており、移植・再生医療の更なる向上を目指した研究活動を推進しています。また、③ブタを用いた異分野融合研究および研究基盤整備も重要な活動であり、国内外の様々な研究室との大動物を用いた共同研究により新たな研究課題にも挑戦しています。また研究発展のための基盤整備につながる活動も重視しています。
　海外で大動物実験の研修を十分に積んだ研究者が主導する活動体系が整備され、国内で世界レベルの大動物実験を行うことが可能であることだけでなく、海外研究施設との活発な研究協力体制が整っています。鹿児島大学医歯学総合研究科では、プロジェクト講座として、再生・移植医療学講座（臓器置換・異種移植外科分野）を担当しており、国内はもとより国外でも活躍できる人材の育成場所となることを目指しています。

1．大動物を用いた同種移植における臓器生着と拒絶メカニズムの探究
　前臨床実験として、免疫学的機序の詳細な検討まで可能とする大動物移植実験を行うため、国内で常時生産・販売される唯一のMHC確立大動物である、鹿児島大学開発クラウン系ミニブタ（NPO法人医用ミニブタ研究所で販売）を用いた各種研究を行っています。
 
1）in vitro実験系での拒絶反応モニタリング方法の確立
　免疫学的背景が一致したMHC確立動物であるクラウン系ミニブタ（Ando A et al. Xenotransplantation 2005）を用いる大きな利点として、in vivo実験として重要な臓器生着・拒絶の機能的評価だけでなく、小動物と同様にin vitroでも拒絶反応の免疫学的評価が可能となり、詳細なメカニズムの検討を行うことができるということが挙げられます。短期生着だけでなく、慢性期にまで焦点をあてた大動物実験を推進するために必須でありかつ基礎データとなるin vitroでの免疫反応評価方法として、放射性同位元素を用いずに拒絶反応を細胞学的に評価する手法を確立しました（Oku M et al. Transpl Immunol. 2008）。
 
2）in vivo大動物移植実験系や虚血再灌流障害モデルの確立
（腎・肺・膵臓・膵島・小腸・心臓・肝臓移植等）
　大動物実験in vivo移植実験を行うにあたり、移植実験手技の確立は必須ですが、更に重要なこととして、周術期から術後3-12か月にも及ぶ慢性期に至る実験を安全に行うことができる飼育体制、免疫抑制剤や抗生物質をはじめとする各種薬剤の投与体制を確立することが挙げられます。私たちの実験室では、腎臓、肺をはじめとして各種臓器を用いた移植慢性実験が可能な体制を整備し、肺、腎臓、肝臓を始めとする種々の臓器での虚血再灌流傷害反応を評価するモデル（Sahara H. J Thorac Cardiovasc Surg 2010; Miura K. Transplantation 2014; Sekijima M. J Surg Res 2016; Murokawa T. J Gastrointest Surg 2020）、あるいは短期間の免疫抑制療法投与下に、MHC完全不適合間の移植を行うことによって、均一な拒絶反応進展様式をとる腎移植（Oku M. Transplantation 2012）、肺移植（Sahara H. Transplantation. 2010）、小腸移植（Miura K. Transplant Proc 2016）モデルなどを確立しています。
 
3）同種移植モデルにおける新たな臓器保護・保存法および拒絶反応抑制・免疫寛容誘導戦略の開発
　深刻なドナー臓器不足を克服するための新たな臓器保護・臓器保存法の開発、あるいは免疫抑制療法による新たな障害発生や医療費の増加を防ぐという観点から、移植医療推進の大きな課題となる免疫寛容誘導（免疫抑制療法を必要とせずに移植臓器が生着している状況）は重要な課題であり、これらの達成をはかる研究を行っています。
・MHCの相違や虚血再灌流障害が拒絶反応進展に及ぼす影響の評価
・情報伝達シグナルガスとしての医療ガス（一酸化炭素や硫化水素）、あるいは希ガス（アルゴン、ヘリウム）を用いた新規拒絶反応制御療法および新規臓器保存法の開発
・HMGB1やthrombomodulinに着目した虚血再灌流障害や拒絶反応制御
・HGFを用いた新規免疫抑制療法の確立
・胸腺若年化による免疫寛容誘導戦略の開発
・小腸移植におけるドナーキメラ増強作用に基づく免疫寛容誘導法
・高圧下における不凍結超低温域に着目した新たな臓器保存法の開発
・体外灌流装置を用いた新たな臓器保存法の開発
などの研究を、日本学術振興会基盤研究や、各種財団からの助成金、企業との共同研究をもとに推進しています。

2．ブタをドナーとした異種移植の臨床応用化をはかる研究活動
　移植医療最大の問題点であるドナー臓器の不足を克服するための、最も現実的かつ有効な手段と考えられる異種臓器移植の臨床応用を目指す研究を行っています。2021年末から、米国でのブタをヒトに移植する臨床試験実施の報道がなされており、日本でも特に注目を浴びる研究領域です。私たちは、国内唯一といえる大動物を用いたブタ・霊長類間移植実験を鹿児島大学で実施し、さらに海外共同研究先と継続的な研究を実施することによって、様々な成果を論文報告しています（Shimatsu Y. Xenotransplantation 2013; Sekijima M. Transplantation 2014; Sahara H. Curr Opin Organ Transplant 2017; Sahara H. Xenotransplantation 2018; Watanabe H. Xenotransplantation 2018; Watanabe H. Xenotransplantation 2020）。また医用ミニブタ・先端医療開発共同研究部門で、異種移植に適した遺伝子改変ブタの供給体制の整備に関する共同研究に取り組んでいます。
日本でも、遺伝子改変動物のヒトへの応用の際に考えるべき課題を解決することを目的として、国立研究開発法人日本医療研究開発機構（AMED）の大型研究が公募となり、私たちの研究室を代表とする研究班が「移植医療への応用を想定した動物由来臓器の品質・有効性・安全性評価法に関する研究開発（2023-2025年度）」として採択されました。本研究では、この分野における国内トップ研究チームと連携し、ドナー臓器不足という移植医療最大の問題の抜本的な解決策となる異種移植医療の実現をはかるため、「患者への適用を目指して製造する遺伝子改変動物由来の臓器の品質、有効性、安全性に係る各種評価系の開発と評価技術の標準化をはかることによって、遺伝子改変動物由来臓器・組織の品質・安全性評価に関するガイドライン案の作成に結び付けること」を最終目標とする様々な課題に取り組みます。

3．ブタを用いた異分野融合研究および研究基盤整備
　ヒトと同様のサイズであり、また生理学的特性が一致するミニブタの特性を活かし、移植領域にとどまらず、再生医療に関する研究（Sekijima M. Xenotransplantation 2019）、新たな医療関連機器開発に関する研究、機能性食品の開発研究（Wakamatsu M. Food Sci Nutr 2019）など、医学・薬学・工学・農学領域を始めとする異分野融合研究拠点として、様々な研究を推進しています。また、ブタやサルなどの大動物を用いた麻酔や手術手技、術中・術後管理方法の指導や実験計画の立案支援、さらには日本先進医工学ブタ研究会会長および事務局やNPO法人医用ミニブタ研究所の運営支援などを通じて、ブタを用いた研究の裾野を拡げる活動を積極的に行っています。