末梢血幹細胞移植を応用した虚血部血管新生療法の開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14770338
• Research Institution: Kurume University
• Principal Investigator: 佐々木 健一郎 久留米大学, 医学部, 助手 (70320190)
• Keywords: 血管内皮前駆細胞 / 血管新生 / 血管形成 / 慢性閉塞性動脈硬化症 / 虚血性心疾患 / 自己骨髄細胞移植 / 末梢血幹細胞移植 / 側副血管

Research Abstract

最近、成人末梢血中の単核球の分画中に血管内皮細胞に分化しうる内皮前駆細胞が存在することが報告され、我々はウサギ骨髄細胞から分離された単核球から内皮前駆細胞が分化しうることや、ウサギ自己骨髄単核球を虚血下肢骨格筋内に移植すると、血管新生や側副血行路を有意に増強させることを発見した。この自己骨髄細胞移植は移植細胞の拒絶反応を無視することができるため、現在我々は内科的・外科的に治療困難なヒト閉塞性動脈硬化症(ASO)およびバージャー病患者例に対する臨床応用に取り組んでいるが、骨髄の採取は入院管理の上、全身麻酔下に行う必要がるため患者への侵襲がかなり強く、手技自体が患者や病状に不利益となる可能性もある。近年、自己幹細胞移植は骨髄移植から末梢血幹細胞移植へと変貌をとげつつあるため、本研究ではまずフェレーシスにより採取されてきたヒトの末梢血単核球細胞から内皮前駆細胞の分化誘導および単離が可能であるか否かの検討に加え、さらにそれらが虚血のもたらす組織環境の一つ"低酸素状態"により新生血管形成能力を増強するか否かについてin vitroおよびin vivoで検討した。
1)ヒト末梢血より分離した単核球細胞をボイデンチャンバー内で低酸素状態下に培養した群と通常の酸素状態下に培養した群との間で内皮前駆細胞様接着細胞へ分化する程度を比較してみたところ、低酸素状態で培養した細胞の方が有意に増強されていた。
2)分離した内皮前駆細胞様接着細胞から放出されたVEGFタンパク濃度や、内皮細胞の表面マーカーであるCD31やVEGFR-2の発現は低酸素状態により有意に増強されていた。
3)T細胞免疫抑制ラットに作製した虚血下肢骨格筋内に低酸素状態下で分離した内皮前駆細胞様接着細胞を移植してみたところ、通常の酸素状態下で培養した細胞移植群に比べ明らかに新生血管形成が増強していた。
以上の結果は、末梢血よりフェレーシスにて採取したヒトの末梢血幹細胞や単核球細胞をあらかじめ低酸素状態下で内皮前駆細胞や成熟内皮細胞に分化誘導させ、血管形成能力を増強させたうえでヒトの虚血肢へ自家移植することにより、さらなる新生血管形成効果が得られる可能性を示唆したものではないかと考えた。

Research Products

• [Publications] Murohara T, Ikeda H, et al.: "Transplanted cord blood-derived endothelial precursor cells augment postnatal neovascularization"J. Clin. Invest.. 105. 1527-1536 (2000)
• [Publications] Duan J, Murohara T, et al.: "Hyperhomocysteinemia impairs angiogenesis in response to hindlimb ischemia"Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol.. 20. 2579-2585 (2000)
• [Publications] Shintani S, Murohara T, et al.: "Augmentation of postnatal neovascularization with autologous bone marrow transplantation"Circulation. 103. 897-903 (2001)
• [Publications] Shintani S, Murohara T, et al.: "Mobilization of endothelial precursor cells in patients with acute myocardial infarction"Circulation. 103. 2776-2779 (2001)
• [Publications] Sasaki K, Murohara T, et al.: "Evidence for the importance of angiotensin II type 1 receptor in ischemia-induced angiogenesis"J Clin Invest.. 109. 603-611 (2002)
• [Publications] Akita T, Murohara T, et al.: "Hypoxic preconditioning augments efficacy of human endothelial progenitor cells for therapeutic neovascularization"Lab. Invest.. 83. 65-73 (2003)