間葉系幹細胞を用いた移植治療における品質及び安全性判定基準の確立

文献情報

• 文献番号: 200806002A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 間葉系幹細胞を用いた移植治療における品質及び安全性判定基準の確立
• 課題番号: H18-再生・若手-004
• 研究年度: 平成20(2008)年度
• 研究代表者(所属機関): 青山 朋樹(京都大学 再生医科学研究所組織再生応用分野)

研究分担者(所属機関)

• 中村孝志(京都大学大学院医学研究科　整形外科)
• 戸口田淳也(京都大学　再生医科学研究所組織再生応用分野)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 再生医療実用化研究
• 研究開始年度: 平成18(2006)年度
• 研究終了予定年度: 平成20(2008)年度
• 研究費: 7,639,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

本研究の目的は間葉系幹細胞(Mesenchymal stem cell, MSC)を用いた細胞移植治療を行う際の培養（行程あるいは課程）における品質評価及び安全管理機構を構築し、この新規治療を安全かつ有効に実施することを目的とする。

研究方法

本研究は平成19年度に京都大学医学部付属病院整形外科で開始された臨床試験「難治性骨壊死に対するMSC細胞移植治療」と連携して実施する。この臨床試験は厚生労働省「ヒト幹細胞を用いる臨床研究に関する指針」の承認を得た試験であり、指針に遵守した評価方法の確立も課題としている。
　品質評価項目として①MSCの多分化能の確認と②増殖能の確認を行い、安全管理項目として③感染の監視④癌化の監視を行う。本研究においてはこれらの4項目を定量的手法にて評価し、基準値を作成しそれに沿ったプロトコールを作成する。このプロトコールを用いて臨床試験を実施することで、In Vitroで得られた解析結果を臨床現場にフィードバックする

結果と考察

① 分化能の確認（品質管理項目1）
　In Vitroで骨、軟骨、脂肪へ分化誘導を行い、特異的基質産生を定量評価するシステムを構築したが、難治性骨壊死における骨形成能とは特に相関を認めていない。このため細胞表面抗原マーカーの発現との相関を確認している。
② 増殖能の確認（品質評価項目2）
　増殖においては自己血清の調整に依存することが明らかになってきた。このため自己血清に含まれる増殖因子の定量から増殖能が予測できないかを解析中である。」
③ 感染監視 (安全管理項目1)
　京都大学輸血細胞治療部と共同でGMPグレードに準拠したプロトコール、SOP、定期検査方法を確立し、既に行われた臨床試験13例について有効であることが実証された。
④ 癌化監視(安全管理項目2)
　早期悪性転化予測マーカーとしてp16遺伝子転写調節領域のメチル化解析の有効性を明らかにした(Shibata KR,2007)。この方法と染色体解析、免疫不全マウスへの皮下接種を行い、それらの有効性を臨床試験13例について比較検討している。

結論

平成18、19年度に作成した品質評価、安全管理のためのプロトコールを用いて平成19年度より臨床試験「難治性骨壊死に対するMSC細胞移植治療」を開始した。プロトコールの問題点、品質評価方法の実用性について今後検討していく。

公開日・更新日

• 公開日: 2009-04-10
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 200806002B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 間葉系幹細胞を用いた移植治療における品質及び安全性判定基準の確立
• 課題番号: H18-再生・若手-004
• 研究年度: 平成20(2008)年度
• 研究代表者(所属機関): 青山 朋樹(京都大学 再生医科学研究所組織再生応用分野)

研究分担者(所属機関)

• 中村孝志(京都大学大学院医学研究科　整形外科)
• 戸口田淳也(京都大学　再生医科学研究所組織再生応用分野 )

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 再生医療実用化研究
• 研究開始年度: 平成18(2006)年度
• 研究終了予定年度: 平成20(2008)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

本研究の目的は間葉系幹細胞(Mesenchymal stem cell, MSC)を用いた細胞移植治療を行う際の培養過程における品質評価及び安全性管理機構を構築し、この新規治療を安全かつ有効に実施することを目的とする。

研究方法

本研究は平成19年度に京都大学医学部付属病院整形外科で開始された臨床試験「難治性骨壊死に対するMSC細胞移植治療」と連携して実施した。この臨床試験は厚生労働省「ヒト幹細胞を用いる臨床研究に関する指針」の承認を得た試験であり、指針に遵守した評価、細胞品質管理機構の確立も課題としている。
　品質評価項目としてMSCの①多分化能の確認と②増殖能の確認を行い、安全管理項目として③感染の監視④癌化の監視を行う。本研究においてはこれらの4項目を定量的手法にて評価し、基準値を作成しそれに沿ったプロトコールを作成した。このプロトコールを用いて臨床試験を実施することで、In Vitroで得られた解析手法を臨床実施し、その実用性、有用性について検討する。

結果と考察

① 分化能の確認
　分化誘導定量法は結果が後追いになるため細胞出荷時の品質管理項目としては用いることができず、分化特異的細胞表面抗原マーカーCD106の有用性を検討している。
② 増殖能の確認
　自己血清に含まれるPDGF,TGFb1などの増殖因子が増殖と相関することが明らかになり、これらを定量する事で増殖能を予測できることがわかり基準値を作成中である。
③ 感染監視
　京都大学輸血細胞治療部と共同でGMPグレードに準拠したプロトコール、SOP、定期検査方法を確立し、既に行われた臨床試験13例について有効であることが実証されたが、判定が後追いになるため、迅速検査を開発中である。
④ 癌化監視
　p16遺伝子転写調節領域のメチル化解析の有効性を染色体解析、免疫不全マウスへの皮下接種法を検討したが後２者は後追い検査であり有用性についても明らかではないため更に検討が必要である。

結論

平成18、19年度に作成した品質評価、安全性監視のためのプロトコールを用いて平成19年度より臨床試験「難治性骨壊死に対するMSC細胞移植治療」を開始した。品質評価上の大きな問題点は出荷時に判定される検査結果が後追いになる点であり、これらは今後細胞表面マーカーや迅速検査などで今後も開発、検討が必要である。また分化能などの品質評価法の有用性については今後明らかになっていく臨床評価結果との相関を解析することで明らかになっていく。

公開日・更新日

• 公開日: 2009-04-10
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 200806002C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 間葉系幹細胞は多分化能を有し、体外での大量培養が可能で、調整が比較的容易であるという利点を持つが、未だ特異的マーカーが明らかでない、長期培養により幹細胞としての機能を維持できないなどの欠点を有する。本研究においては臨床応用を踏まえた視点から間葉系幹細胞の生物学的特性を検証し、分化特異的な細胞表面抗原CD106、増殖停止の指標としてp16INK4Aなどのマーカーを明らかにした。また分化能の定量解析手法を確立し、細胞間での性能比較が可能になった。
• 臨床的観点からの成果: 間葉系幹細胞は調整が比較的容易な細胞であるが、体外における大量培養による細胞の性能変化については明らかでない。本研究においては体外培養過程における品質、安全性を評価する機構を構築し、臨床試験において実施することでその実用性、有用性について判定することができた。このことにより従来行われていた分化誘導による品質判定、染色体解析、免疫不全マウス皮下接種などが移植後に結果が出る後追い検査になることの問題点が生じ、迅速検査の開発につながった。
• ガイドライン等の開発: 該当無し
• その他行政的観点からの成果: 2007年10月25日、「ヒト幹細胞を用いる臨床研究に関する指針」に基づいた審査会にて臨床試験「大腿骨頭無腐性壊死患者に対する骨髄間葉系幹細胞を用いた骨再生治療の検討」、「月状骨無腐性壊死患者に対する骨髄間葉系幹細胞を用いた骨再生治療の検討」の承認を得た
• その他のインパクト: 2007年11月9日読売新聞 ; 2007年12月8日京都新聞、産経新聞、日本経済新聞、朝日新聞、読売新聞、毎日新聞; 2008年1月14日朝日新聞; 2008年1月20日日本経済新聞; 2008年11月12日日経産業新聞

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 6件
• その他論文(和文): 8件
• その他論文(英文等): 1件
• 学会発表(国内学会): 62件 ; 主な学会発表；日本整形外科基礎学術集会、日本再生医療学会、日本癌学会
• 学会発表(国際学会等): 19件 ; 主な学会発表；International Society of Stem cell Research, Connective Tissue Oncology Society
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計4件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 1件
• その他成果(普及・啓発活動): 1件 ; 組織工学ワーキンググループ

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Otsuka S, Aoyama T, Furu M et al.; PGE2 signal via EP2 receptors evoked by a selective agonist enhances regeneration of injured articular cartilage.; Osteoarthritis Cartilage , 17 (4) , 529-538 (2009)
• 原著論文2: Fukiage K, Aoyama T, Shibata KR et al.; Expression of vascular cell adhesion molecule-1 indicates the differentiation potential of human bone marrow stromal cells; Biochem Biophys Res Commun , 365 (3) , 406-412 (2008)
• 原著論文3: Aoyama T, Okamoto T, Kohno Y et al.; Cell-specific epigenetic regulation of ChM-I gene expression: crosstalk between DNA methylation and histone acetylation; Biochem Biophys Res Commun , 365 (1) , 124-130 (2008)
• 原著論文4: Shibata KR, Aoyama T, Shima Y et al.; Expression of the p16INK4A gene is associated closely with senescence of human mesenchymal stem cells and is potentially silenced by DNA methylation during in vitro expansion; Stem Cells , 25 (9) , 2371-2382 (2007)
• 原著論文5: Shima Y, Okamoto T, Aoyama T et al.; In vitro transformation of mesenchymal stem cells by oncogenic H-ras(Val12). ; Biochem Biophys Res Commun , 353 (1) , 60-66 (2007)
• 原著論文6: Ikeguchi R, Kakinoki R, Aoyama T; Regeneration of osteonecrosis of canine scapho-lunate using bone marrow stromal cells: possible therapeutic approach for Kienbock disease; Cell Transplant , 15 (5) , 411-422 (2006)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-05-26
• 更新日: -