ミトコンドリア病は、ミトコンドリア機能が障害によるエネルギー産生低下などにより、中枢神経系に加えて骨格筋、心臓、肝臓、腎臓などの多臓器にわたる障 害を認め、重症例は進行して致死的な経過をとる。現在、有効な治療法は確立していない。最近、間葉系幹細胞が脳梗塞や急性肺疾患などの障害された細胞内 に、間葉系幹細胞内のミトコンドリアが移入することによって細胞機能を回復させることが報告されている。そこで、我々が開発したミトコンドリアの含有量が 極めて高い高純度間葉系幹細胞からミトコンドリアが移入することによってミトコンドリア病の細胞機能が回復することを明らかにし、その機序を解明して、臨床応用に向けた治療に応用する。 通常の間葉系幹細胞と高純度間葉系幹細胞におけるミトコンドリア 移入を検討した結果、ミトコンドリア 欠損細胞であ るρ0細胞において、高純度間葉系幹細胞の方が通常の間葉系幹細胞に比べてATP産生能、ミトコンドリア膜電位などのミトコンドリア 機能が回復することを確認した。またミトコンドリア が移入する機序である、細胞間接着、微小管、細胞外小胞に対する阻害実験において、細胞外小胞の取り込みを阻害することで有意に低下することから、高純度間葉系幹細胞および通常の間葉系幹細胞ともに、ミトコンドリアの移入の主な経路は細胞外小胞であることが明らかになった。 次に、ミトコンドリア病患者由来iPS細胞から分化させた神経細胞に対して同様に実験を行ったところ、高純度間葉系幹細胞の方が通常の間葉系幹細胞に比べてATP産生能だけでなく酸素消費量も回復した。興味深いことに、高純度間葉系幹細胞を用いると、正常人由来iPS細胞から樹立した神経細胞のミトコンドリア機能にまで回復することが明らかとなった。 したがって、神経の生理学的機能やin vivoにおける効果を明らかにして、臨床応用に用いたい。
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