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まつ松ざき崎ゆ有みみや未宮もと本けん憲いち一

キーワード：間葉系幹細胞, 幹細胞移植, 免疫調節, 難治性疾患

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間葉細胞は様々な臓器において実質細胞の隙間を埋め, 成熟細胞の生存や実質細胞中の幹細胞の未分化性を維持する役割を持つとされてきたが, 近年では支持機能にとどまらず免疫炎症メディエーターとしての役割が示唆され着目されている｡ また間葉細胞の起源である間葉系幹細胞は骨髄を始め様々な組織に存在し, それらが持つ遊走能と免疫調節能が多くの難治性疾患の細胞治療に有効であると期待されている｡ 本稿では, 間葉系幹細胞についてのこれまでの研究の背景, 組織再生を目指した基礎研究の実際, そして今後の再生医療への応用に向けて間葉系幹細胞研究が抱える問題点などについて概説する｡!

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近年の幹細胞生物学における急速な技術発展に存在しており, 限局的ではあるが体性幹細胞が属する組織を構成する種々の細胞に分化する能力("3,+(2&+!
')%) を持つ (図4)｡

伴い, これまで様々な難治性疾患に対して期待さ組織を構成する細胞には, その組織の主な機能れていた組織再生による治療, すなわち再生医療を担う細胞 (実質細胞) とそれを支持する細胞が益々脚光を浴びるようになった｡ 幹細胞とは,(間質細胞) とがあり, その特徴が最もよく知ら自己複製能と多分化能を有する細胞であり, 大きれているのが骨髄に存在する造血幹細胞 (5/6*)

く胚性幹細胞 (!
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,,*-./細胞)と間葉系幹細胞 (7/6*) である (図1)｡ 骨髄と体性幹細胞 (*&"0+()*+!
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,,*) の1つに分での実質細胞である 5/6は, 赤血球や白血球なけられる｡ ./細胞は受精卵の胚盤胞より樹立さど様々な機能を持つ細胞に分化する｡ 一方, 間質れる幹細胞で, 個体を構成するすべての組織の細細胞である 7/6*は, 実質細胞の隙間を埋め,胞に分化する能力 (2,3$(2&+!
')%) を持つ｡ 一方,かつ 5/6*を機能的に支持する役割を担っいる｡

体性幹細胞は個体が成長した後にも様々な組織にまた, 近年, 7/6*は損傷を受けた組織の修復と%&'()*+,-.*/01234
5
島根大学医学部生命科学講座腫瘍生物学
連絡先：〒NI=OP>
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C出雲市塩冶町PIOC
島根大学医学部生命科学講座腫瘍生物学

損傷部位での免疫調節にも関与していることが報告されている｡ このことから, 7/6*は今後の難治性疾患に対する細胞治療の有用なリソースとし* -,*'4!"#$ %&'
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細胞を利用した再生医療の確立に向けて様々な細胞が研究されている｡
しかしながら, 体細胞では増殖能力が低いことや, 56細胞では受精卵を用いることから倫理的問題, また本人の細胞ではないため免疫拒絶されてしまうという問題が生じている｡
近年開発された 786細胞は, それらの問題をクリアーする画期的な細胞だが,ウイルス導入しているため安全性や, 腫瘍化などの問題が残っている｡
一方, 組織幹細胞の中でも, 特に骨髄幹細胞は本人から採取でき, 増殖能・多分化能があるため, 比較的問題が少なく, すでに臨床応用も行われている｡!5 6789:;<.501234
血液を構成する細胞は骨髄の中にあり, 血液細胞は造血幹細胞から一生を通じて産生 (供給) されている｡
一方, 造血幹細胞が体内でずっと造血し続けるために必要な因子を提供しているのが間葉系細胞であり, この働きを造血支持能と呼ぶ｡
間葉系幹細胞 (9:;:<=>?@AB;
C:@=:BBD96E) は造血支持機能とそれ自身が骨・軟骨・脂肪等に分化する能力を持つ, 造血幹細胞とは別の働きを持つ幹細胞で, 造血幹細胞と同様に骨髄に存在する｡

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Db @て注目され, 多くの研究グループによって盛んにトに対する攻撃 (移植片対宿主病) というリスク研究されている｡

を伴う｡ <=8*が持つ多分化能と免疫調節能は,!"#$%&'()*

それらの問題に対して有利に働くと期待されており, 前者は損傷した細胞を移植した幹細胞から産間葉系幹細胞は, !"##
年代後半に $%&'(')*+'&)

生された機能的な細胞と置換することで機能回復らによって, 培養皿への接着性を持ち, 骨へのを狙う目的があり, 後者は <=8*から分泌され分 化 能 を 持 つ 細 胞 (,-.
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4βや JI$がＴ細胞の分化を, KL$や0&5%-5.
6*+78$94$) として報告された!)｡ その後,

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M$4γが H細胞および MN細胞の増殖を抑制す:&++')2'%らによって自己複製能および骨, 脂肪,ることなどから!#), 炎症・免疫抑制作用および,軟 骨 へ の 分 化 能 を 有 す る こ と が 示 さ れ た;) ｡

分泌因子による機能細胞の活性化を狙うものであ<=8*を特徴づけるために多くの研究グループにる (図O)｡ このようなことから, <=8*は様々より細胞表面タンパク, サイトカイン, 細胞外マな難治性疾患の細胞治療に有効であると考えら

トリクス, 成長因子レセプターの発現が報告され,

れ , 既 に世 界 各 国で 臨 床研 究 が行 わ れ て い る

現在では培養皿に接着し, 8>?@, 8>"#, 8>!#A(P++QR
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B, 8>BA,8>?"6陰性を示し, &)C&+%-で骨, 脂肪, 軟骨への分化能を有することが <=8*の特徴を示す
最小基準として提唱されている@) ｡ また, <=8*
は骨髄以外にも, 滑膜B), 脂肪A), 臍帯D,?), 胎盤E),歯髄")など様々な組織からも単離されており, それぞれの組織の損傷修復および恒常性の維持など組織の機能を維持するのに重要な役割を担っていると考えられている｡+"#$%&'(,-./0
幹細胞を用いた細胞治療においては, F)移植
した幹細胞が目的とする損傷部位に生着すること,G)移植後の幹細胞が安全に機能すること, 等が重要である｡ F)については多くの場合, 損傷部位に直接投与 (局所移植) することで対処されるが, その分患者への負担も大きく, G)について
は, レシピエント側がドナーである幹細胞を攻撃(拒絶反応), あるいは骨髄移植などの血液を含む組織の移植の際に起こるドナー側からレシピエン

12#$%&'(34567809:'(;<間葉系幹細胞の機能は, 大きくOつに分けられる｡ F)機能細胞の生存を支持する支持機能, G)
分泌因子による免疫抑制作用, O)細胞そのものが持つ分化能, である｡
また投与方法には局所投与と経静脈投与のGつがある｡ 特定の疾患に対し有効な治療効果を得るためには, 細胞機能を理解した上でそれを活かすための適切な投与方法を選択することが重要である｡

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2.34-"OPQR S'(TS 'U%)&(VWX%IY NZ[徴とする｡ 81
1らは, アルツハイマー病の症状をデュシェンヌ型筋ジストロフィー (!"!) は,引き起こしたマウスの脳に "342を移植するこ

Ｘ連鎖劣性遺伝の進行性筋機能低下を特徴とするとで記憶能力が回復し, 大脳皮質や海馬に見られ遺伝性疾患で, #$%&に位置するジストロフィンる神経細胞でのβアミロイド沈着が減少すること遺伝子の異常が原因である｡ 患者は男児'())人にを報告した&F)｡ さらに, "342の移植によってミ一人の割合で出生し, ほとんどの患者が%)歳までクログリアが活性化し, 脳内の炎症性サイトカイに死に至る重篤な先天性筋疾患である｡

ンの減少が見られた｡ 同様に, GH,らもβアミ*+,./
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2らは, 骨髄由来の "342は筋細胞にロイド&
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A%を注入したマウスに "342を移植すも分化させることができ, さらに !"!患者由ると, 記憶能力の改善, βアミロイド沈着の減少

来の筋芽細胞と共培養・分化誘導を行うことでが見られることを報告した&I)｡ さらに, 移植した"342と筋芽細胞が融合し筋管が形成されること

マウスはβアミロイドによる細胞死が抑えられ,1
67.らはを報告した&&)｡ 同様の方法を用いて, 56

海馬での 6?@3や 4@#%の減少が観察されてい融合によって形成された筋管でジストロフィン発る｡ このように "342移植による症状改善効果

現量の増加が見られることを報告した&%)｡ さらに,はアルツハイマー病のような神経疾患にも有効で86らは, ラット "342をユートロフィン9ジスあることが示唆されている｡

トロフィンダブルノックアウトマウス (!"!モE"F G H I J K <+L2DM
1N@20O0P.01CA0Qデルマウス) に移植すると, ライフスパンの延長,@D0@"

運動機能の改善および筋肉組織におけるユートロ

移植片対宿主病 (*5J!) は, 輸血や骨髄移フィンとジストロフィン発現量の上昇が見られた

植を始めとする臓器移植に伴う大きなリスクの一ことを報告した&')｡ 生体内でのこのような効果のつであり, ドナー側のＴ細胞活性化によりレシピ

詳細なメカニズムは不明であるが, !"!モデル

エント側の組織が攻撃されることにより, 最悪のマウスである :;<マウスの筋肉には "&マクロ場合患者は死に至る｡ これに対し, 臨床治療ではファージが存在しており, それが発現しているステロイドや免疫抑制剤の投与が行われるが, 一=>? レセプターや 6?@3が炎症作用や細胞障害部の患者ではステロイド耐性を持つことも知られをもたらしている&A)｡ 一方, "342は B*C%を産ていることから, 今後の *5J!治療について新生し, マクロファージの =8D&)分泌を促進する&()｡

たな治療法の開発が求められている｡ また,

これらのことから, !"!マウスの筋組織でも移*5J!には同種免疫反応を示す急性 *5J!と植した "342が筋組織内のマクロファージに作自己免疫疾患様の症状を示す慢性 *5J!に分け用し =8D&)の分泌を促すことで抗炎症作用をもたられ, 近年の "342が持つ免疫調節能に関するらしているのではないかと考えられる｡

勢力的な研究により臨床レベルでも多くの研究報

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,らは, ヒト末梢血単告がなされている&K)｡ L+M6

アルツハイマー病 (E!) は最もよく知られた核細胞を移植し急性 *5J!を引き起こさせた免

記憶障害を伴う進行性神経変性疾患で, 神経細胞疫不全マウスに "342を移植することで症状が内外における神経原線維変化とアミロイド斑を特緩 解 す る こ と を 報 告 し た&N) ｡ さ ら に , 彼 ら は

DEFG HI8J H IK 7;98LMN7:O PQRL97SR 8!"#$の移植にはタイミングが重要なだけでなく,)*+,については, 発症メカニズムが十分に理移植後の免疫調節には %&'(γによる活性化が必解されておらず, 急性 )*+,のような臨床試験要であることを示した｡ 一方, 急性 )*+,におも殆ど行われていない｡ このように, )*+,にける !"#$を用いた細胞治療は臨床レベルでもおける !"#$移植は短期的ではあるが症状の改非 常に 盛 ん に行 わ れ て お り , そ のほ と ん ど は善をもたらすことがわかってきている｡

フェーズⅠもしくはⅡであるが, 一部ではフェーズⅢでの臨床試験も報告されている｡ "-./012(!

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56らは, 78人の急性 )*+,患者に対し治療

本稿では !"#$を用いた細胞治療でき得る疾を行ったところ, 性別, 年齢, )*+,のグレー患として ,!,, C,, )*+,を代表例として紹ドに関わらず9:人の患者で緩解が見られたことを介したが, 他にも心不全, Ⅰ型糖尿病, パーキン

報告した7;)｡ しかしながら, 緩解が見られた患者

ソン病, クローン病などその他様々な難治性疾患の約半数は )*+,の再発や感染症などを引き起の治療応用についても研究されている｡ しかしな

こし, 死に至っている｡ また, <6.=-0>らは,がら, ほとんどの疾患については, 未だ生体内で!"#$移植を受けた患者の剖検組織から, 移植さの !"#$の作用機序など不明な点は多い｡ また,れた !"#$による組織異形性や悪性腫瘍の形成

これらの報告で用いられた !"#$は培養皿へのは見られなかったが, 移植した !"#$は最長で接着性を利用して得られたヘテロな細胞集団で,?年, ほとんどのケースで数日から?ヶ月程度し培養中の非生理的条件下による性質変化が無視さか生着せず, その免疫調節能は @
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れている｡ この問題に対し筆者らのグループでは,カニズムによると報告している79) ｡ 一方, 慢性'#! を用いて直接ヒトおよびマウスの骨髄細胞%& '()*+,-./0123456789/0:;6<=>?
島根大学小児科および輸血部は, 低フォスファターゼ症という先天性骨形成不全患者に対する有効な細胞治療を行うことができる全国で唯一の医療機関である｡ 骨髄間葉系幹細胞投与による治療の有効性はすでに確認できているが, 我々はさらにその治療効果を上げるべく, 細胞の分離精製方法や培養増幅手法, あるいは細胞性能の指標となる評価方法を確立するなど, 日夜努力を続けている｡

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から超高純度な !"#$を単離する方法を確立し()｡ 現在はここ数年のうちに島根大学発の新たた%%&%')｡ また網羅的な遺伝子発現解析から培養増な幹細胞療法として, 超高純度 !"#を用いた難幅を活性化させる因子細胞性能を担保するための治疾患治療を確立すべく日夜邁進している｡

品質評価に有用な指標などを明らかにした (図!

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