| 研究課題/領域番号 |
22K08058
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| 研究機関 | 札幌医科大学 |
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研究代表者 |
永石 歓和 札幌医科大学, 医学部, 教授 (30544118)
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| 研究分担者 |
仲瀬 裕志 札幌医科大学, 医学部, 教授 (60362498)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | クローン病 / 間葉系幹細胞 / 細胞ファイバ |
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| 研究実績の概要 |
クローン病には既存治療に抵抗性の肛門周囲病変（痔瘻）の合併が多い。難治性の痔瘻に対しては、病変部の搔把やドレナージチューブの長期留置等の外科的治療を余儀なくされる症例が多く、また再手術率も高い。
間葉系幹細胞(MSC)は骨髄や臍帯・胎盤、脂肪組織、歯髄等から単離培養される体性幹細胞で、サイトカインや増殖因子等の液性因子を産生・分泌して免疫制御能や組織修復再生能を発揮することから、細胞治療薬として期待が高い。2021年に脂肪由来間葉系幹細胞の懸濁液が痔瘻に対する細胞治療薬として薬事承認されたが、適応範囲が狭く、専門医による施術に限られる上に、瘻孔周囲に的確に細胞液を注入するのが操作的に困難であるという課題を有している。
そこで、本研究ではMSCによる確実な治療効果を発揮する新たな局所細胞療法の開発を進めている。Off the shelf治療を念頭に、今年度の研究では臍帯由来MSCならびに脂肪由来MSCを用いて研究を行った。
細胞ファイバは、直径数百マイクロメートルのゲルチューブに内包された細胞と細胞外マトリクスから成る構造体である。これを用いて臍帯由来および脂肪由来MSCを封入すると(MSC-fiber)、内部で効率的にMSCがスフェロイドを形成し、さらに３次元培養されたMSCに由来する多彩な液性因子が外殻のゲルを通過してファイバの外に放出された。これらの生理活性物質は、in vitroでLPS刺激したマクロファージの炎症性サイトカイン分泌を抑制した。また、細胞障害刺激を与えた腸上皮細胞に対して細胞障害因子の分泌を抑制し、タイトジャンクションの維持に作用した。また急性腸炎モデル動物に対し、潰瘍性病変局所へのMSC-fiberの短期的な投与に成功し、腸炎の抑制効果を確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
他家移植の実現を念頭に、細胞種を臍帯由来MSCのみならず脂肪由来MSCについても検討を行い、ほぼ想定したMSC-fiberの作製を行うことができた。また、細胞密度や培養条件等が概ね確立することができた。また、ファイバ由来の生理活性物質による炎症細胞や腸上皮細胞に対する機能的評価を予定通り行った。また、in vivoにおいて痔瘻病変を模倣したモデルの作製に課題があったが、急性腸炎モデルの作製方法を工夫することにより安定的に深い潰瘍性病変を再現するモデルの使用が可能となった。さらに、細胞ファイバの短期的な局所投与にも成功し、細胞治療の効果がMSC-fiberによる局所的な治療効果が得られた。従って、概ね計画通りに進捗していると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
MSC-fiberの実用化を念頭に、製造スケールや製造設備を含めた検証を行う。製造に必要なデバイスやGMPグレードの原材料の検討、規制対応を考慮した培養法、規格や品質を考慮した凍結保存の最適化や凍結保存による細胞機能の劣化等に対する検討を行う。これらを評価するために、ファイバ内の細胞の生存活性や代謝活性、薬理効果に寄与する評価因子の同定等を進める。
In vivoにおいては、MSC-fiberを安定的に局所病変に投与し保持するための併用療法の工夫や、安全性としての移植拒絶の有無やその機序について解析し、MSC-fiberよる細胞治療の実用化に向けた基礎検討を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
細胞ファイバの機能的解析、およびin vitroでの生理活性についての解析研究に重点をおいたため、動物実験の回数が当初の予定よりも減少したことから、高額なモデル動物の購入費用が減少した。また、細胞ファイバ作製に必要なシリンジポンプの調達費用が縮減したことから、今年度の必要経費が減少し、次年度使用額が生じた。
次年度は、細胞種の選択・決定と細胞バンクからの購入、培養液や凍結保存法の最適化等を計画するに伴い、無血清培地の購入や凍結保存用の専用容器・小型装置の導入、細胞ファイバの規格や品質評価の要となる評価項目の策定を目的としたタンパク解析、エクソソームやmiRNAの網羅的解析、MSC-fiberの安定的投与法（併用療法を含む）の検討における動物モデルの作製や改変等に次年度使用額の研究費を使用する予定である。
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