培養細胞または幹細胞を用いた再生ヒト角膜内皮移植の実用化

文献情報

• 文献番号: 200906014A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 培養細胞または幹細胞を用いた再生ヒト角膜内皮移植の実用化
• 課題番号: H20-再生・若手-009
• 研究年度: 平成21(2009)年度
• 研究代表者(所属機関): 三村 達哉(虎の門病院眼科)
• 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20(2008)年度
• 研究終了予定年度: 平成21(2009)年度
• 研究費: 5,000,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

本邦の角膜移植手術におけるドナー角膜不足は深刻であり、ドナー角膜を必要としない、人工角膜の開発に期待がかかっている。ヒト角膜は角膜上皮、実質、内皮にわかれ、その中で角膜内皮細胞は角膜透明性維持に最も重要であるが、生体内では増殖能を失っているために、加齢に伴った角膜内皮細胞の減少が角膜透明性減少の原因となっている。本研究では、角膜内皮に焦点をあて、培養ヒト角膜内皮細胞を用いた角膜内皮シートあるいは幹細胞を移植することにより混濁した角膜を透明にする治療の実用化を目的としている。

研究方法

角膜内皮より選択的に幹細胞を採取し、生体外で培養し、移植を行う。一般的に、術後allo移植よりはauto移植の方が、拒絶反応を起こしにくいため、自己細胞の移植が理想となる。また分化した培養細胞を移植しても、術後生体内での増殖能は期待できない。そこで、患者の健常眼の片眼から自己の幹細胞を選択的に採取して、罹患眼に移植する方法は、移植後も細胞は増殖する可能性があり、細胞供給源となる可能性がある。拒絶反応抑制と移植後の細胞供給源の利点を兼ね備えた自己幹細胞移植についても、検討した。

結果と考察

Ｃ．研究結果：
内皮層より選択的に採取した組織幹細胞は神経未分化マーカーNestinを発現した。また分化誘導培地で培養して得られた細胞は角膜内皮様の正六角形細胞に分化し、RT-PCR法にて内皮細胞と同様の遺伝子発現パターンを示した。織幹細胞を用いて再構築した内皮シートは十分な強度を持ち、移植可能であった。
内皮細胞を除去することにより角膜が混濁した家兎水疱性角膜症モデルに角膜内皮組織幹細胞を移植したところ、透明性および角膜厚は正常に回復した。経過観察中、術後拒絶反応は認められず、角膜透明性を維持した。
Ｄ．考察：培養角膜内皮細胞および角膜内皮組織幹細胞による再構築角膜はの移植後長期成績を動物眼で今後検討する必要があるが、今後の臨床応用に対して大いに期待できる方法であると考えられた。

結論

Ｅ．結論　再生内皮は生体内同様の機能を有し、動物眼に移植することにより水疱性角膜症の治療に有効であった。

公開日・更新日

• 公開日: 2011-05-30
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 200906014B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 培養細胞または幹細胞を用いた再生ヒト角膜内皮移植の実用化
• 課題番号: H20-再生・若手-009
• 研究年度: 平成21(2009)年度
• 研究代表者(所属機関): 三村 達哉(虎の門病院眼科)
• 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20(2008)年度
• 研究終了予定年度: 平成21(2009)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

A. 目的：本邦の角膜移植手術におけるドナー角膜不足は深刻であり、ドナー角膜を必要としない、人工角膜の開発に期待がかかっている。ヒト角膜は角膜上皮、実質、内皮にわかれ、その中で角膜内皮細胞は角膜透明性維持に最も重要であるが、生体内では増殖能を失っているために、加齢に伴った角膜内皮細胞の減少が角膜透明性減少の原因となっている。本研究では、角膜内皮に焦点をあて、培養ヒト角膜内皮細胞を用いた角膜内皮シートあるいは幹細胞を移植することにより混濁した角膜を透明にする治療の実用化を目的としている。

研究方法

B.方法：培養角膜内皮細胞を用いた角膜再生と内皮体性幹細胞を用いた角膜再生の二大項目に分けて、研究を行う。培養角膜内皮細胞を用いた内皮シートはこれまでの我々の動物実験にて術後角膜透明性の維持に有効であることが既に証明されており、この2年間で臨床応用をめざして、内皮シートの更なる改良を目指して実用化を目指す。
幹細胞研究では研究用輸入ヒト角膜より選択的に角膜幹細胞を採取し、生体外で培養し、角膜内皮細胞に分化誘導することにより、角膜再生医療に応用する。

結果と考察

C. 結果: 培養内皮細胞あるいは、組織幹細胞は、生体内と同様にポンプ機能を有し、そしてZO-1蛋白に代表される細胞間のtight junctionを形成しうることを証明した。また我々は水疱性角膜症に対し、培養角膜内皮細胞とコラーゲンで再構築した内皮細胞シートがin vivoで有効であるを証明した。
内皮層より選択的に採取した組織幹細胞は神経未分化マーカーNestinを発現した。また分化誘導培地で培養して得られた細胞は角膜内皮様の正六角形細胞に分化し、RT-PCR法にて内皮細胞と同様の遺伝子発現パターンを示した。織幹細胞を用いて再構築した内皮シートは十分な強度を持ち、移植可能であった。
内皮細胞を除去することにより角膜が混濁した家兎水疱性角膜症モデルに角膜内皮組織幹細胞を移植したところ、透明性および角膜厚は正常に回復した。経過観察中、術後拒絶反応は認められず、角膜透明性を維持した。
Ｄ．考察：培養角膜内皮細胞および角膜内皮組織幹細胞による再構築角膜はの移植後長期成績を動物眼で今後検討する必要があるが、今後の臨床応用に対して大いに期待できる方法であると考えられた。

結論

Ｅ．結論　再生内皮は生体内同様の機能を有し、動物眼に移植することにより水疱性角膜症の治療に有効であった。

公開日・更新日

• 公開日: 2011-05-30
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 200906014C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 本研究の培養角膜内皮シート移植法はドナー角膜を必要としないため、本邦におけるドナー不足を解消できる。また大量培養をすることにより定時の手術が可能となる。角膜移植は高額医療であるが、本法により患者の負担が軽減され、医療費の軽減に結びつく。患者の健常眼の片眼から自己の幹細胞を選択的に採取して、罹患眼に移植する方法は、移植後の細胞増殖による細胞供給源としての利点と、拒絶反応を起こしにくいという利点がある。
• 臨床的観点からの成果: 培養角膜内皮細胞および角膜内皮組織幹細胞による再構築角膜は、今後の臨床応用に対して大いに期待できる方法であると考えらる。
• ガイドライン等の開発: 特記すべきことなし。
• その他行政的観点からの成果: 特記すべきことなし。
• その他のインパクト: 特記すべきことなし。

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 35件
• その他論文(和文): 0件
• その他論文(英文等): 0件
• 学会発表(国内学会): 33件
• 学会発表(国際学会等): 3件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計3件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 0件

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: Mimura T, Amano S, Yokoo S, et al.; Isolation and distribution of rabbit keratocyte precursors.; Mol Vision , 14 (30) , 197-203 (2008)
• 原著論文2: Mimura T, Amano S, Yokoo S, et al.; Tissue Engineering of Corneal Stroma with Rabbit Fibroblast Precursors and Gelatin Hydrogels.; Mol Vision , 14 , 1819-1828 (2008)
• 原著論文3: Honda N, Mimura T, Usui T, et al.; Descemet stripping automated endothelial keratoplasty using cultured corneal endothelial cells in a rabbit model.; Arch Ophthalmol , 127 (10) , 1321-1326 (2009)
• 原著論文4: Mimura T, Yamagami S, Yokoo S, et al.; Selective Isolation of Young Cells from Human Corneal Endothelium by the Sphere-Forming Assay.; Tissue Eng Part C Methods , 23 (2009)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-05-26
• 更新日: -