臨床評価36 巻

第Ⅱ部

別冊2009

実用段階に入る再生医療

中枢神経再生臨床試験の黎明

脳梗塞に対する再生治療
A cell therapy for stroke

本望修

Osamu Honmou

札幌医科大学神経再生医学講座
Neural Repair and Therapeutics, Sapporo Medical University

はじめに

1．骨髄幹細胞を用いた脳梗塞治療

われわれは，自分の骨髄の幹細胞を使った脳梗

われわれが使っている細胞は，自分の骨髄の中塞治療といったことを開始しています．いままでの間葉系幹細胞です．実はこれは概念的にはあるのところ 12 例行っていますが，まだまだきちんと細胞ですが，本当の意味できちんとキャラクタリものが言える状況ではありません．ただ，目の前ゼーションされていないということは，世界的にに実際に起こっている現実から，それをどのようも言われています．こういうきちんとしたマーカーに解釈して，どのように次につなげていくか．今が出ていればこの細胞であるということは，世界日はその一部をご紹介して，考えていきたいと思的にもまだファジーな状態にありますが，限られいます．われわれがいま行っているのは，いちおた条件の中でもある程度の性質を保った細胞という安全性チェックということですが，副項目としうことになります（Fig. 2）．て治療効果も判定しています（Fig. 1）．

脳梗塞の患者の腸骨から数十 cc 取って，それをCPC で増やしていったん凍らせます．それに対しFig. 1 臨床研究のポスターて，安全性チェック，品質チェックを行って，患者に戻します．実際に脳に直接打つのではなくて，静脈内に打つということが特徴的です．実際に患者から取るのは 10 分か 15 分ぐらいで，局所麻酔でできます．増やすほうはだいたい 2 週間ぐらいかかります．投与のほうは 30 分から 1 時間弱になります．実際に細胞の培養を行っているのは，北海道大学の創成研というところで，GMP 準拠のCPC で行っています（Fig. 3）．
一，二分だけちょっと余談をさせていただきた
いと思います．神経再生というのは，最近は「本当かな」と皆さん思いはじめていると思いますが，実は 5 年とか 10 年，15 年前ぐらいまでは，本当かどうかわからないというのが本音だったと思いま− 132 −Clin Eval 36 Suppl XXVI 2009

す．そもそも神経再生というのは，90 年代前はブています．特に神経系の細胞とか幹細胞の培養とロックで移植していましたが，失敗の連続でした．

いうのは非常に難しいことでした．ぼくも一番最ところが，米国でニューロサイエンスが非常に初にやったのが，ラットのシュワン細胞を培養し高まってきて，神経科学といったことがバックグて，ラットの脊髄の脱髄領域に移植したという仕ラウンドとして膨らんできました．そこで，細胞事です．これで，もしかしたら培養細胞の移植での培養技術，それから遺伝子組み換え技術が普及

神経の病気に効くのかもしれないという感触をしたことが，再生医療の発展につながったと考え持ったのが，この研究でした．その後，いろいろFig. 2 骨髄間葉系幹細胞
血球

血小板

赤血球

血小板
血小板

血小板

サポート血小板白血球

ストローマ細胞

血小板
白血球

造血幹細胞

白血球

白血球

白血球

赤血球

赤血球

血小板

血小板
赤血球

血小板

白血球

白血球

血小板
白血球

1/1000個

赤血球

白血球

内臓

間葉系幹細胞

血小板

血小板
血小板

赤血球
血小板

赤血球
白血球

赤血球
赤血球

血小板

血小板

白血球

赤血球

赤血球
赤血球

白血球

白血球

血管系

白血球
赤血球

骨，軟骨
脂肪
筋肉

神経

Fig. 3 骨髄幹細胞を用いた脳梗塞治療
病院

病院

静脈内投与

骨髄細胞の採取（局所麻酔）

細胞培養センター
骨髄幹細胞
分離

大量培養

品質検査

照合
解凍

増殖培養

凍結

約１ヶ月

− 133 −

保存臨床評価

36 巻

別冊

2009

な細胞を試しました．ヒトのオリゴデンドロサイ

キンソン病モデルかプリオン病モデルとか，いろトなどの細胞です．ラットの細胞を使ってうまくいろなものに移植してきました．

いったからといって，ヒトの細胞でうまくいくと最近は遺伝子を組み換えた細胞のほうもやっては限らないということで，ヒト細胞もドナーとしいますが，サルの実験を組んで，やっと今回の臨た実験を行いました．

床研究ということになりました．細胞，もしくはその後，ラットの OEC 細胞，ヒトの OEC 細胞，プレカーサ，stem cell をいろいろなモデルに移植

そして神経幹細胞をドナーとして試しました．ますると，共通した性質，個々の細胞の特徴的な性た，脊髄損傷ばかりではなくて，脳梗塞などにも質がだんだん見えてきます．現段階で一番現実化

適応を拡大してきました．それと同時に，マウスというか，実用化に近いと思われているのが，この ES 細胞等々，いろいろな細胞もドナーとしての細胞です．

試しています．そして，成人の神経幹細胞も試し

2．治療効果のメカニズムましたが，このときはサルの実験までやりました．
その後，やはり実際の医療ということを考えると，先行して進んでいる骨髄の細胞を何とか使いこの細胞は，いろいろなメカニズムがあります

たいと考えたのが，だいたい 90 年の中ぐらいでしが，強調したいのは静脈内投与ができるというこた．これで，脊髄損傷モデルとのほう，脳梗塞モとです．もう一つは，サイトカインの神経栄養作

デルでうまくいきました．ただし，骨髄の細胞の用です．そして血管新生，神経再生，その他と分中で何が本当に神経再生にいいのかということがかれます（Table 1）．

わからなかったので，いろいろな分画を試して，時間がないので少し省略しますが，治療を行っ

この骨髄幹細胞，mesenchymal stem cell というもてすぐに効いてくるのが，この液性因子を介したのが一番よさそうであるという結論に達しました．

神経栄養作用（neuroprotection）です（Fig. 4）．

このころ局所投与から静脈内投与にシフトしてきました．今日は時間がなくて詳しい話ができま

Table 1 hMSC の治療効果のメカニズムせんが，およそ 100 倍移植すれば静脈内投与でも大丈夫ということが，このころわかってきました．

1．Homing 作用，遊走能
2．サイトカインを介した神経栄養作用
3．血管新生作用（脳血流改善作用）
4．神経再生
5．その他（抗炎症作用）

ラットの骨髄幹細胞を静脈内投与，もしくはヒトの骨髄幹細胞を静脈内投与という実験を繰り返します．さらに，いろいろな臓器オリジンの MSCを移植するとか，一部は他のモデルマウス，パーFig. 4 Cytokine Levels
BDNF

2010NormalMediumhMSC3020100

NormalMedium− 134 −

PLGF

40

Production (pg/mg)

300

GDNF

40

Production (pg/mg)

Production (pg/mg)

40hMSC

3020100

NormalMediumhMSC

Clin Eval 36 Suppl XXVI 2009

そして，1 週間以内に血管新生が始まって，ずっ早く起こってくる神経再生は remyelination です．と続きます（Fig. 5）．1 週間を超えると，神経再脱髄した領域が再髄鞘化されるのがだいたい 1 週生が始まってきます．神経再生は二つ意味があっ間ぐらいから起こってきます．これが一番早く始て， 移 植 し た 細 胞 が 神 経 系 の 細 胞 に 分 化 す る

まります．こういうことを考えると，再生医療と（Fig. 6）．もう一つは，移植した細胞から何らかいうよりは，細胞治療と言ったほうが正しいのでの因子が出て，ホスト側の neurogenesis を活性化はないかと考えています（Fig. 7）．
失われた脳の組織を完璧に再構築しなくても，する．この二つの意味があります．この中で一番

非治療群

Fig. 5 Angiogenesis

治療群

6h

正常群

24h

非治療群
3d

治療群

7d

Fig. 6 骨髄幹細胞から神経幹細胞や神経細胞への誘導
神経細胞
骨髄幹細胞

神経幹細胞

グリア細胞

Fig. 7 作用機序
サイトカインを介した神経保護
抗炎症
血管新生
神経再生
＊神経細胞へ分化＊ホストの神経幹細胞を活性化

0日

数日

1週間

2週間

− 135 −数ヶ月

臨床評価

36 巻

別冊2009

患者に少しでもいいことができる可能性があるとたことをおっしゃっています．
2 週間たつと，どんどんよくなってきて，こういう意味で，たくさんのメカニズムで治療効果を出すというのが，この幹細胞を使った治療の特徴

いった運動もできるようになってきます．
肩のほうもかなりよくなってきて，肘も動くよではないかと考えます．

うになります．特に脳梗塞の方は，関節が固まっ3．症例の紹介てしまうんですね．それがきちんと伸ばせるようになる．手首も非常に動きが出てきて，これもだ

症例を 1 例だけ提示させていただきます．このんだんよくなってきます．力強くなってきて，こ患者は，もうすでにご存じの方もいるかと思いまういうコップも持てるようになります．このときすが，NHK でも放送されました．自分の結果を世の握力はまだ 10kg ぐらいでしたが，いまは 20kgのため人のために役立ててほしいということで，ぐらいあって，完全に社会復帰をしています．
このように症状が変化していきましたが，MRI顔も出して NHK の番組に出られていますので，で見ると，この白いところが脳梗塞でやられていこの場でも顔を隠したりしていません．
この患者さんは 52 歳で，右の内頚動脈の完全狭るところと考えられます．朝に撮った MRI，細胞窄です．したがって，右脳半球の血流が落ちていを投与した日の夕方に撮った MRI，1週間後に撮っる．この白く見えるところが，脳梗塞の領域です．

た MRI です．普通はこんなかたちで白いところが症状としては，左の上肢に強い麻痺があります．

消えていくことはありません．いままでの臨床経

これは，脳梗塞になって 1.5 カ月たっています．6

験ではあまり見たことがないような変化を示して週間です．ですから，ほぼ急性期の治療を終わっいます．さらに血流も，だいたい 1 週間ぐらいでてリハビリテーションをしている段階です．

10 〜 20％ぐらい血流が上がります．

このように，肘から先がまったく動かない状態

これは神経症状の脳卒中スコアです．神経の状です．肩は少し動きますが，肘から先がまったく態をプロットしたものですが，3 種類の指標でプ動かない．このままだと，手が日常生活で使えなロットしています．やはり治療を契機に少しよくい状況です．大きく分けて廃用手と補助手と実用なるということが確認されています．

手というのがありますが，廃用手というのがなか

4．まとめと今後の展望

なか使えない．補助手というのは，いいほうの手の作業を何らかのかたちで補助する．例えばコッ
プをつかんでふたを開ける．

いまの経過をざっくりまとめてみると，脳梗塞

これが実際に投与しているところです．だいたになって 1 カ月，2 カ月，3 カ月ですが，症状の軽い 50cc の中に 1 億個の細胞が入っていて，それをいものから重いものまであります．脳梗塞になる

30 分から 1 時間弱ぐらいで普通の点滴の要領で注といったんグーッと悪くなります．そして，急性入します．これが特徴的ですが，きわめてレスポ期の通常の治療で少しよくなります．ただ，数週ンスが早く出ます．程度の差はありますが，12 例

間たつと，あとはリハビリで少しよくなるだけでの方々に共通して見られました．

す．この方は 6 週間の状態で治療をして，このよこの患者は翌日，手が動きはじめました．まだうなかたちでプラスアルファ効果があったのかもちょっとたどたどしいんですが，時間がたつにしれないと考えています．メカニズムとしては，従って，だんだんよくなってきます．一番早い方

この栄養作用，そして血管新生，そして neuro-

では，打った日の夜中に足の指が動くというようgenesis というようなことが考えられます（Fig. 7）．

なことがありました．一番遅い方でも 2 日後に手

これはきわめて学問的に勉強になるところではが動くようになった．患者さんがたは，そういっないかと考えています．すなわち 3 時間とか 6 時− 136 −

Clin Eval 36 Suppl XXVI 2009

間たったあとでは，われわれは脳梗塞を治療できいう報告が出はじめていますので，今後こういっないと断言しているのが現代医療です．ところが，たことを含めて，基礎研究からきちんとやってい何週間，何カ月たっても，まだまだ治療の可能性く必要があると考えています（Table 2）．
実はこの細胞は自分の体のものです．ES や iPSが開けてきたということ自体が，きわめて発展性みたいな非常に強い再生能力はありませんが，の高いことではないかと考えています．
いままで 12 例をやっていますが，運動麻痺の軽ちょっとメカニズムを増強すると，例えばこのいものから重たいものまで，さらに例えば失語症，BDNF 遺伝子を組み込んだ細胞を使うと，細胞治高次機能障害など，非常に重症な脳梗塞等も含ま

療だけよりもいい（Fig. 8）．
同じように GDNF の遺伝子を組み込むと，プラれています．
しかも，実は，この治療メカニズムを考えると，ス効果がある（Fig. 9）．

ほかにもいろいろな適応が考えられるのではない

angiopoietin という血管新生の遺伝子，PIGF とかと考えています．もちろん脳梗塞のこの研究も，いう血管新生の遺伝子を入れると，プラスアル

本当に治療効果があるかどうかはまだわかりませファ効果がある．IL2 遺伝子を入れると抗腫瘍効ん．それは今後きちんとやっていかなければいけ果が出てくる．このように，工夫を積み重ねるこませんが，それと同時に，いろいろな神経の病気とよって，患者にとって，今よりプラスアルファがあります．脳卒中，神経変性疾患といろいろあを何かできる可能性は開けてくるのではないかとりますが，少なくともこの赤で書いている病気に考えています（Fig. 10 〜 12）．

関しては，基礎研究で何らかいいかもしれないと

Table 2 適応拡大
1．自己の骨髄幹細胞は静脈内注射で治療効果が期待でき，自分の細胞を病棟のベットで通常の点滴や輸血の要領で 30 分程度で投与できるため，患者の負担は極めて少ない．
2．骨髄幹細胞は多彩な作用メカニズムが時間的にも空間的にも多段階的に作用するため，脳梗塞以外の脳神経疾患にも効果が期待され，実際，その一部は既に動物実験で検証されつつある．
3．既に臨床応用されている細胞であり，医学的にも社会的にも早急な実用化することへの期待が高い．

Fig. 8 神経保護作用の増強 BDNF
No treatment

300hMSCBDNF-hMSC

Volume (mm3)250200150100500

No treatmenthMSC

BDNF-hMSC− 137 −

臨床評価36 巻

別冊2009Fig. 9 神経保護作用の増強 GDNF

Cont.

GDNF-hMSC

hMSC
A-1

B-1

C-1

B-2

C-26hR

L
A-2

1day

D(mm3)

A-3

B-3

C-3

A-4

B-4

C-4

A-5

B-5

C-5

A-6

B-6

C-6400ControlhMSC
GDNF-hMSC

3day
300

7day
200
14day
100
28day
06h

1day

3day

7Day

14Day 28Day

Fig. 10 血管新生作用の増強 Angiopoietin-1
ControlNormalhMSC

Ang hMSC
A
Ang-hMSC

Medium6hhMSC

3day

Ang-hMSC

7dayy

Fig. 11 脳保護作用と血管新生作用の増強 PIGF
βgal
NormalMediumhMSChMSC-PLGFvWF

βgal/vWF− 138 −

Clin Eval 36 Suppl XXVI 2009

Fig. 12 脳腫瘍への治療効果

Non-treated

hMSC

IL2-MSC

71421
Days after tumor inoculation＊＊− 139 −28＊