提供者の組織と自分の細胞で前足再生、米病院がラットで成功

免疫抑制剤不要の手足移植に一歩

 将来、失った腕をロボットアームに付け替えるのではなく、自分の細胞で再生する、その第一歩となる研究成果が発表された。死んだラット(動物実験用に飼育された大型のネズミ)の前足から筋肉や血管などの細胞をすべて取り除き、残った基盤構造に、移植先のラットの筋肉と血管の細胞を注入して培養したところ、生体的な機能を持つ前足が再生されたという。これが人間で実現すれば、自分の細胞を使うため、他人の臓器や四肢を移植する時のような免疫抑制剤を使う必要がなくなる。

 米ハーバード大学医学大学院付属のマサチューセッツ総合病院・再生医療センターの研究成果で、オンライン論文誌Biomaterialsに掲載された。細胞外基質(マトリックス)といわれる、生体組織の土台となる部分を利用して動物の腎臓、肝臓、心臓、肺を再生した事例はこれまでにもあるが、今回のような複雑な組織は初めてという。実用化にはまだほど遠いものの、自分の細胞を使った人工四肢に向けて今後は人の細胞での筋肉の再生が大きな研究テーマ。さらに通常の手足は筋肉や血管、神経のほか、骨、軟骨、腱、靭帯を備えるため、さまざまな組織の再生も課題となる。

 実験の手順としては、死んだラットの前足を、洗浄溶液に1週間漬けてすべての細胞を除去。次に移植対象のラットの細胞をもとに幹細胞を作製した。この幹細胞から作られた血管と筋肉のもととなる細胞(前駆細胞)を、マトリックスの血管、筋肉に当たる所定の位置に注入し、バイオリアクターと呼ばれる透明な容器の中で培養する。容器は栄養液で満たされ、5日後に成長を促進する目的で電気刺激が与えられた。

 2週間後に前足をバイオリアクターから取り出し、血管と筋肉が本物の生体組織と同じように成長していることを確認。電気刺激をかけたところ、ラットの新生児の80%の力で筋肉繊維が収縮した。さらに再生した血管を別のラットに移植したところ、血液が循環し続け、細胞を提供したラットに移植した前足に電気刺激をかけたところ、足首と関節が動いたという。

 同チームによれば、移植による神経の接合も課題の一つという。ただ、これまでの組織移植の臨床事例では、神経が移植した組織にまで入って成長し、動きや感覚が復活していることから、今回の手法で人工的に作った手足でも神経接合が可能になるとみている。


MGHのプレスリリース

藤元 正

藤元 正
06月07日
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細胞外マトリックスというのは不思議な物質だ。嘘か本当かこれを使って、人間の失った指先が再生されたというNHK番組を以前見た記憶がある。再生医療分野ではとくにiPS細胞への期待が高いが、立体的な組織を作るにはその入れ物が必要。用途によっては細胞外マトリックスも組み合わせながら、再生医療が実用化に向け、着実に進んでいくのかもしれない。

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