ヒト iPS 細胞由来神経堤細胞による革新的線維芽制御方法の開発
慶應義塾大学眼科学教室

稲垣絵海

With the advent of an aging society, the importance of prevention and treatment of various chronic diseases has been
pointed out. Inflammation and fibrosis control are considered to be important as the underlying pathology common to chronic diseases. We focused on the wound healing mechanism during the embryonic period and investigated neural crest cells(NC) that have the ability to migrate during the embryonic period. In this study, we focused on neural crest cells derived
from iPSCs to overcome disease phenotypes, and found that they secrete a secretome that acts in an inhibitory manner
against inflammation and is useful in disease models. Since neural crest cells derived from living organisms have a relatively
limited capacity, induced pluripotent stem cells (iPSCs) derived neural crest cells may be advantageous for cell therapy andmay enhance regenerative functions. However, there are some barriers to clinical application, such as standardization ofproduction methods, product quality control and standardization, and in vivo viability, when considering extrapolation as aregenerative medicine product, but the potential as a new cell source with interesting possibilities is promising.

1．緒言

2. 方法

世界的な高齢化社会を迎え、基礎研究分野でも加齢に伴我々は既報に準じた神経堤細胞の誘導法を改善し、現在う疾病の克服に向けた新たな時代が到来している。人間のでは 90 % 以上の誘導効率を担保する誘導系を確立した 15 , 16）。

老化や加齢に伴う疾病のメカニズムや治療法の解明という誘導した iPS 由来誘導細胞において神経堤細胞マーカーの問題は、差し迫った高齢化社会を反映し、新たな局面を迎

遺伝子発現解析については DNA マイクロアレイを用いてえている。老化の詳細なメカニズムは依然として不明な点検証した。分泌している液性因子に関してはサイトカインがあり、複数の調節機構の関与が報告されている

1 - 3）

アレイを用いて上清成分の定量化および解析を実施した。

。このなかで臓器線維化は慢性炎症に伴い生じ、主要臓器では3. 結致死を招く病態である。皮膚や角膜は強く損傷すると瘢痕果を残して治癒し、決して元の状態には再生されない。しか施行した遺伝子解析においては誘導の過程においてし、胎生期のある時期までは、たとえどのような深い傷をNGFR, SNAI, SOX 9 , SOX 10 , TFAP 2 A などの神経堤マ追っても瘢痕を全く形成することなく完全に元の状態に再ーカーの発現上昇を確認した。ウェスタンブロッテイング

生され、この機構は胎仔創傷治癒機構（scarless woundにて検証した蛋白定量においても NGFR, SOX 9 らの発現healing）といわれる

4 - 7）。我々は、これまでの知見で生来を確認した。また DNA マイクロアレイの解析において誘における神経堤由来の細胞の局在について検討を実施、移導細胞が神経堤マーカーの発現が高いことを確認した。ま8 , 9）。2006 年とた同細胞の培養液上清を用いて志向したサイトカインアレ

2007 年に、高橋らはマウスとヒトの体性線維芽細胞からイの結果より複数の候補因子群を抽出した。さらに実際の10 , 11）

生体における創傷治癒機構を解明するため、げっ歯類にお以来 iPS 細胞を用いた組織分化のメカニズムやヒト疾患のける眼疾患モデルを用いこれらの候補因子の有効性につい病態生理を解明する病態解析の試験管モデルとしての有用て検討を行った。結果として単一因子としては優位な瘢痕性と共に細胞置換療法としての移植治療が着目され病態解抑制を認めることはできなかったが、培養上清の添加によ明や新規治療法開発が実施されている 12 - 14）。本研究ではって効果を認めたことから培養上清中に分泌される複数のiPS 由来誘導神経堤細胞の移植細胞源としての特性を明ら因子が作用していることが示唆された。

植細胞源としての有用性を実証してきた人工多能性幹細胞（iPSC）を作製する技術を報告した。

かにする目的で実施を行った。

4. 考

察

我々の解析により今回 iPS 細胞由来誘導神経堤細胞からDevelopment of an Innovative Method
for Modulating Fibrosis by Human iPS
Cell-Derived Neural Crest Cells
Emi Inagaki
Keio University, School of Medicine,Department of Ophthalmology分泌される液性因子による新しい瘢痕抑制効果を見出した。
想定される奏功機序に寄与した液性因子が線維芽細胞に作用し細胞外基質や蛋白分解酵素の発現の修飾をする予備知見を得ており、神経堤の形質を有する本誘導細胞が炎症に関して収束的な役割に寄与することを推察している。

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ヒト iPS 細胞由来神経堤細胞による革新的線維芽制御方法の開発（3）: p. 237-47.

5 . 結論・まとめ

7） Pratsinis, H., E. Mavrogonatou, and D. Kletsas,

神経堤（neural crest: NC）細胞は胎生期から成体にかけ

Scarless wound healing: From development toて軟骨や骨、皮膚など結合織をはじめとして驚異的に様々

senescence. Adv Drug Deliv Rev, 2019. 146: p. 325-343.

な種類の細胞系譜への可能性を秘めかつ、成体になっても

8） Yoshida, S., et al., Isolation of multipotent neural

持続する自己複製能力を有する細胞である 17 - 19）。近年同crest-derived stem cells from the adult mouse cornea.

細胞を細胞治療用に探索する試みも報告されつつある

20 , 21）。

Stem Cells, 2006. 24（12）: p. 2714-22.

同細胞を用いて治療の標的としては神経堤から分化するよ9） Inagaki, E., et al., Skin-Derived Precursors as a

うな組織における組織構築に関する貢献を期待する場合、Source of Progenitors for Corneal Endothelial

もう一つは疾患特異的な修復を期待する場合である。今回Regeneration. Stem Cells Transl Med, 2 0 1 7. 6（3）: p.

標的とした角膜実質は神経堤由来の誘導組織と報告されて788-798.

いるが、我々もヒト NC 由来の多能性前駆細胞をヒト成体

10）Takahashi, K. and S. Yamanaka, Induction ofから単離した場合に、年齢依存的な変化を呈しており自己

pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult

複製能力と多能性に関しては制限されていることなどを報

fibroblast cultures by defined factors. Cell, 2006. 126（4）: p.

告している22）。よって移植細胞として用いる場合にはよ663-76.

り幼若な iPS 細胞あるいは ES 細胞のような細胞源が適切

11）Takahashi, K., et al., Induction of pluripotent stemとも考えられる。本研究では主に組織修復における有用性

cells from adult human fibroblasts by defined factors.

を検証したが、ヒルシュスプリング病など神経堤由来細胞

Cell, 2007. 131（5）: p. 861-72.の発生異常関連疾患においても寄与することが期待できう

12）Liu, G.H., Z. Ding, and J.C. Izpisua Belmonte, iPSC

る。再生医療においては長期的な安定性を厳密に管理する

technology to study human aging and aging-related

ことが重要であると考えられる。たとえば規格化などの点

disorders. Curr Opin Cell Biol, 2012. 24（6）: p. 765-74.

においては代表的な神経堤細胞表面抗原である p 75 を使

13）Okano, H. and S. Yamanaka, iPS cell technologies:

用することが推定されるが、複数の適切な表面抗原の選定

significance and applications to CNS regeneration andが必要である。iPS 由来誘導細胞を用いた新しい細胞治療

disease. Mol Brain, 2014. 7: p. 22.

を構築するには、有効性評価の確立、細胞の安全性、毒性評価、投与方法の最適化を踏まえる必要がある23 , 24）。も14）Okano, H. and D. Sipp, New trends in cellular therapy.
Development, 2020. 147（18）．

し同等の効果を有する場合に液性因子のみを投与するよう

15）Lee, G., et al., Isolation and directed differentiation of

な試みも充分に考えうる。本領域においてはモデル動物で

neural crest stem cells derived from human embryonicの検討と iPS 由来誘導細胞において互いに補完して研究を

stem cells. Nat Biotechnol, 2007. 25（12）: p. 1468-75.

進めていくことが有用であると考えられる。今後も当該領

16）Chambers, S.M., et al., Dual-SMAD Inhibition/WNT
Activation-Based Methods to Induce Neural Crest and域において進歩がなされることを期待する。

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