遺伝性難聴の根本的治療を目的とした内耳への多能性幹細胞移植療法の開発および安全性・有効性評価

文献情報

• 文献番号: 201006018A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 遺伝性難聴の根本的治療を目的とした内耳への多能性幹細胞移植療法の開発および安全性・有効性評価
• 課題番号: H21-再生・若手-005
• 研究年度: 平成22(2010)年度
• 研究代表者(所属機関): 神谷 和作(順天堂大学 医学部耳鼻咽喉科学教室)

研究分担者(所属機関)

• 池田　勝久(順天堂大学　医学部耳鼻咽喉科学教室)
• 美野輪　治(理化学研究所筑波研究)
• 飯塚　崇(順天堂大学　医学部耳鼻咽喉科学教室)

• 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21(2009)年度
• 研究終了予定年度: 平成22(2010)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

遺伝性難聴は約1,600出生に1人と高頻度に発症し聴覚と言語発育障害の極めて高度なQOLの低下をもたらす。遺伝性難聴の根本的治療法は未だ存在しないが、我々は骨髄間葉系幹細胞を使って蝸牛線維細胞損傷モデルの聴力を改善させることに成功している。本研究では我々の開発した細胞移植法を応用し、遺伝性難聴の中で最も高頻度に発生するGjb2変異を持つ遺伝性難聴モデル動物の聴力回復実験により、新規治療法を開発することを目的とした。

研究方法

骨髄間葉系幹細胞は半規管の外リンパ液還流法によって内耳に投与し、聴性脳幹反応によってモニタリングした。蝸牛組織への幹細胞誘導因子を解析するため蝸牛コルチ器および外側壁組織の遺伝子発現動態の解析を行った。これにより選抜された遺伝子を単離し、幹細胞誘導因子の発現制御細胞を作成するベクターを構築、これを移植幹細胞に導入し、経半規管外リンパ液還流法によりマウス内耳へ移植した。

結果と考察

本研究では蝸牛線維細胞の軽度損傷後に走化性因子MCP1が急激に発現上昇し、それに引き続きMCP1受容体CCR2の発現も大きく上昇することが示された。我々はMCP1およびCCR2の条件付き発現プラスミドを作製、これらの遺伝子をMSCへ導入・安定株を樹立し、MCP1発現MSCおよびCCR2発現MSCを段階的に蝸牛内へ投与し、各遺伝子を発現制御することにより細胞導入率を飛躍的に高めることに成功した。また新規開発したコネキシン26欠損マウスへのCCR2遺伝子導入間葉系幹細胞（MSC-CCR2）の導入により移植幹細胞は内耳組織を生着し細胞間に欠損していたCx26によるギャップ結合プラークを構築させることに成功した。

結論

本研究では、ヒト遺伝性難聴で最も高頻度に発生する難聴原因遺伝子であるコネキシン26遺伝子の内耳特異的欠損マウスを完成させ、ヒト遺伝性難聴と病態がほぼ一致した遺伝性難聴モデルであることを確認している。さらに同モデルマウスおよび正常マウスを用いた骨髄間葉系幹細胞移植の検討により蝸牛組織内への細胞導入率を飛躍的に高める方法を開発した。同方法を用いることにより、Cx26欠損マウスの内耳へ移植した間葉系幹細胞によりCx26で構成されるギャップ結合を構築することに成功した。これらの方法により、遺伝性難聴における正常細胞への細胞置換法が確立し、これまで不可能であった遺伝性難聴の聴力改善が徐々に現実化すると考えられる。

公開日・更新日

• 公開日: 2011-07-15
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201006018B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 遺伝性難聴の根本的治療を目的とした内耳への多能性幹細胞移植療法の開発および安全性・有効性評価
• 課題番号: H21-再生・若手-005
• 研究年度: 平成22(2010)年度
• 研究代表者(所属機関): 神谷 和作(順天堂大学 医学部耳鼻咽喉科学教室)

研究分担者(所属機関)

• 池田　勝久(順天堂大学　医学部耳鼻咽喉科学教室)
• 美野輪　治(理化学研究所　筑波研究所)
• 飯塚　崇(順天堂大学　医学部耳鼻咽喉科学教室)

• 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21(2009)年度
• 研究終了予定年度: 平成22(2010)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

遺伝性難聴は約1,600出生に1人と高頻度に発症し聴覚と言語発育障害の極めて高度なQOLの低下をもたらす。遺伝性難聴の根本的治療法は未だ存在しないが、我々は骨髄間葉系幹細胞を使って蝸牛線維細胞損傷モデルの聴力を改善させることに成功している。本研究では我々の開発した細胞移植法を応用し、遺伝性難聴の中で最も高頻度に発生するGjb2変異を持つ遺伝性難聴モデル動物の聴力回復実験により、新規治療法を開発することを目的とした。

研究方法

骨髄間葉系幹細胞は半規管の外リンパ液還流法によって内耳に投与し、聴性脳幹反応によってモニタリングした。蝸牛組織への幹細胞誘導因子を解析するため蝸牛コルチ器および外側壁組織の遺伝子発現動態の解析を行った。これにより選抜された遺伝子を単離し、幹細胞誘導因子の発現制御細胞を作成するベクターを構築、これを移植幹細胞に導入し、経半規管外リンパ液還流法によりマウス内耳へ移植した。

結果と考察

本研究では蝸牛線維細胞の軽度損傷後に走化性因子MCP1が急激に発現上昇し、それに引き続きMCP1受容体CCR2の発現も大きく上昇することが示された。我々はMCP1およびCCR2の条件付き発現プラスミドを作製、これらの遺伝子をMSCへ導入・安定株を樹立し、MCP1発現MSCおよびCCR2発現MSCを段階的に蝸牛内へ投与し、各遺伝子を発現制御することにより細胞導入率を飛躍的に高めることに成功した。また新規開発したコネキシン26欠損マウスへのCCR2遺伝子導入間葉系幹細胞（MSC-CCR2）の導入により移植幹細胞は内耳組織を生着し細胞間に欠損していたCx26によるギャップ結合プラークを構築させることに成功した。

結論

本研究では、ヒト遺伝性難聴で最も高頻度に発生する難聴原因遺伝子であるコネキシン26遺伝子の内耳特異的欠損マウスを完成させ、ヒト遺伝性難聴と病態がほぼ一致した遺伝性難聴モデルであることを確認している。さらに同モデルマウスおよび正常マウスを用いた骨髄間葉系幹細胞移植の検討により蝸牛組織内への細胞導入率を飛躍的に高める方法を開発した。同方法を用いることにより、Cx26欠損マウスの内耳へ移植した間葉系幹細胞によりCx26で構成されるギャップ結合を構築することに成功した。これらの方法により、遺伝性難聴における正常細胞への細胞置換法が確立し、これまで不可能であった遺伝性難聴の聴力改善が徐々に現実化すると考えられる。

公開日・更新日

• 公開日: 2011-07-15
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201006018C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 遺伝性難聴モデルマウス、正常マウス等による骨髄間葉系幹細胞移植の検討により蝸牛組織内への細胞導入率を飛躍的に高める方法を開発した。同方法にてCx26欠損マウス内耳へ移植した骨髄間葉系幹細胞はCx26で構成されるギャップ結合を構築することに成功した。これにより、遺伝性難聴における正常細胞への細胞置換法が確立し、これまで不可能であった遺伝性難聴の聴力改善が徐々に現実化すると考えられる。
• 臨床的観点からの成果: 本研究では遺伝性難聴の中で最も高頻度に発生するGjb2変異を持つ遺伝性難聴モデルの聴力回復実験により、新規治療法を開発のための大きな進展がみられた。本研究で示された蝸牛線維細胞を標的とした細胞治療は、細胞を補うだけではなく遺伝子変異を持つ異常細胞を正常細胞に置換するという全く新しい観点での方法論を進展させることが可能である。この方法論の発展により将来的には多様な遺伝性難聴患者に対し薬物治療等とは異なる組織損傷の種類と度合いに対応した低リスクで高い効果を持つ治療法の開発が期待できる。
• ガイドライン等の開発: 該当しない
• その他行政的観点からの成果: 我々の行う内耳細胞治療研究は全ての再生医療実用化に先駆けたモデルケースとなり得る。難聴研究で用いられる聴力測定（ABR等）は術後の聴力を詳細に数値化できるため、機能改善度の正確な指標とすることができる。すなわち細胞治療の効果を極めて客観的に評価することができ、全ての疾患の中でも再生医療実用化のモデルとなり得ると考えられる。
• その他のインパクト: 研究代表者の行った蝸牛線維細胞を標的とした細胞治療法は、幹細胞治療が聴力回復を促進させることを示す初めての論文であったため各国の新聞等メディアに掲載されてきた。これは現実的な再生医療に対し一般的興味が高いことを示しており、“聴力回復”という多くの人に効果が分かりやすい成果に対し期待が非常に高いことを示している。今後、遺伝性難聴モデル動物という臨床と一致した原因と病態を示すモデル動物で再現性よく聴力回復効果を示すことにより、一般社会からの期待は更に高まると考えられる。

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 9件
• その他論文(和文): 2件
• その他論文(英文等): 1件
• 学会発表(国内学会): 4件
• 学会発表(国際学会等): 5件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計0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: Kamiya K, Fujinami Y, Hoya N et. al.; Mesenchymal stem cell transplantation accelerates hearing recovery through the repair of injured cochlear fibrocytes; American Journal of Pathology , 171 (1) , 139-151 (2007)

公開日・更新日

• 公開日: 2017-06-20
• 更新日: -

収支報告書

• 文献番号: 201006018Z