【細胞療法】神経再生における新たなブレークスルー ― 幹細胞由来エクソソーム
脳損傷や神経変性疾患は現在では不可逆的であることが知られており、ほとんどの神経変性疾患や脳損傷は認知症につながります。台湾ではすでに27万人以上が認知症を患っていると推定されており、高齢化社会に突入する中で私たちが直面しなければならない課題となっています。高齢以外にも、様々な程度の外傷、不健康な生活習慣、高血圧、糖尿病、慢性ストレス、精神疾患などが、脳損傷や変性の原因となる可能性があります。近年の臨床研究では、幹細胞が神経系の損傷修復に有望であることが示されていますが、幹細胞の外科的移植には依然として合併症や異所性組織の形成といったリスクが伴います。
国立衛生研究院細胞・システム医学研究所の李華勇准研究員率いる研究チームは、7年間の研究を経て画期的な成果を達成した。彼らは、特殊な技術を用いて間葉系幹細胞を刺激することで、細胞修復機能を持つ「幹細胞由来エクソソーム」を分離できることを発見した。さらに、これらのエクソソームから、脳神経の再生と脳機能の回復を促進する活性物質を特定した。脳に損傷を受けたマウスに幹細胞由来エクソソームを注入したところ、損傷した神経細胞がシナプスを形成し、神経細胞数が元の数の60%まで回復することが観察された。この研究は、幹細胞由来エクソソームが間葉系幹細胞よりも組織再生を促進する能力が高く、細胞移植手術に伴うリスクや副作用を回避できることを示しており、再生医療における新たなブレークスルーとなる。この一連の研究は、国際的に著名な再生医療専門誌『STEM CELLS Translational Medicine』に2019年と2020年に掲載され、国際的なメディアでも取り上げられました。
近年、幹細胞を用いた再生医療研究は、幹細胞が様々な組織や臓器の細胞に再生・分化する可能性が発見されたことにより、急速な進歩を遂げている。山中伸弥氏によって発見された人工多能性幹細胞（iPSC）は、新興医療における新星とみなされている。2019年9月に厚生労働省が「特定医療技術、検査、試験及び医療機器の実施又は使用に関する規則の改正」を採択したことを受け、台湾の再生医療分野は、細胞治療製品の開発、臨床応用、そして患者への具体的な利益の提供という段階に正式に突入した。数多くの臨床研究により、幹細胞は神経系の損傷修復に有望であることが示されているものの、幹細胞の培養と安定保存は困難であり、外科的移植が依然として必要である。細胞移植手術に伴う合併症や異所性組織形成の可能性は、幹細胞治療における大きな懸念事項となっている。
幹細胞療法とその潜在的な応用をより身近なものにし、関連する副作用に対処するため、研究チームは幹細胞の修復能力の鍵となる要素の解明に注力した。研究の結果、エクソソームは細胞が外部とコミュニケーションをとるためのツールであり、その伝達するメッセージは環境によって変化することが明らかになった。骨髄や脂肪組織に広く存在する間葉系幹細胞を特殊な技術で刺激することで、異常な細胞欠損を修復できる「幹細胞エクソソーム」を分離できる。脳損傷マウスを用いた実験では、「修復」能力を持つエクソソームを注射で投与した。1週間後には損傷した神経細胞にシナプスが形成されるのが観察され、1か月後には損傷部位の神経細胞数が元のレベルの60%まで回復した。さらに、動物の認知機能、学習機能、記憶機能もすべて改善した。研究チームが開発した誘導型間質幹細胞エクソソームの組成をさらに分析した結果、脳神経再生と脳機能回復を促進する2',3'-環状ヌクレオチドや3'-ホスホジエステラーゼなどの活性物質が複数同定された。これは、幹細胞エクソソームが組織再生を促進する能力を有することを示している。幹細胞の外科的移植が不要なため、従来の幹細胞療法に伴うリスクや副作用を回避できる。さらに、自動製剤化も可能であり、再生医療における新たな方向性となる可能性を秘めている。ウェイクフォレスト再生医療研究所所長のアンソニー・アタラ博士は、「脳損傷や神経変性疾患の治療において、この技術が成功裏に発展することを期待している」と大きな期待を表明した。
この技術は中華民国で特許を取得しており、同時に米国、英国、日本でも特許出願を行っています。李華栄博士は、幹細胞エクソソームの現在の研究範囲は神経疾患の治療に限られているものの、将来的には変性疾患、組織や臓器の損傷、細胞欠損、神経変性疾患、脳脊髄損傷、脳卒中、学習障害、パーキンソン病、心筋梗塞、筋ジストロフィーなどの治療に利用されることが期待されると述べています。
