新たな移植細胞療法に向けた造血幹細胞のex vivo増幅技術の開発と応用

文献情報

• 文献番号: 201023018A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 新たな移植細胞療法に向けた造血幹細胞のex vivo増幅技術の開発と応用
• 課題番号: H20-免役・一般-018
• 研究年度: 平成22(2010)年度
• 研究代表者(所属機関): 中畑 龍俊(京都大学 iPS細胞研究所)

研究分担者(所属機関)

• 金倉　譲(大阪大学大学院医学系研究科　血液･腫瘍内科)
• 前川　平(京都大学医学部附属病院　輸血細胞治療部)
• 平家　俊男(京都大学大学院医学研究科　発達小児科学)
• 伊藤　仁也(神鋼病院　血液病センター　細胞治療室　)
• 田中　宏和(大阪大学大学院医学系研究科　血液･腫瘍内科)
• 清水　則夫(東京医科歯科大学　難治疾患研究所)
• 千葉　滋(筑波大学大学院　人間総合科学研究科)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 免疫アレルギー疾患等予防・治療研究
• 研究開始年度: 平成20(2008)年度
• 研究終了予定年度: 平成22(2010)年度
• 研究費: 21,120,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

臍帯血移植の問題点として、必要な数の造血幹細胞が得られない、移植後の造血回復が遅延するなどが指摘されている。したがって臍帯血造血幹細胞のex vivo増幅法の確立は急務である。すでに海外では臨床研究も進められているが、既存の方法によるex vivo増幅臍帯血移植では期待されたような造血回復の促進効果は得られていない。一方ex vivoで加工した細胞を用いた臨床研究を実施する場合、GMP (good manufacturing practice)に則った治療用細胞製剤の製造法、品質管理法の確立は重要な課題である。

研究方法

ex vivo増幅臍帯血を用いた臨床研究「急性白血病患者に対する同種臍帯血由来ex vivo増幅CD34陽性細胞移植に関する臨床第I相／前期第II相試験」の１例で実際にex vivo増幅臍帯血移植を行い、早期に生着しながら残念ながら拒絶された例についてその病態を詳細に検討した。
細胞治療を実現するために、アカデミアによるGMPに則った細胞治療製剤の製造、品質管理法の基盤づくりから、臨床応用へのトランスレーショナルリサーチとして、７つのテーマを設定し、研究を続けた。

結果と考察

保存血清や細胞を用いた様々な検討の結果、移植後の感染を契機に上昇した炎症性サイトカインのうち、TNF-α、INF-γが造血幹/前駆細胞のApoptosisに関与している可能性が示唆された。本症例では拒絶後施行された同種末梢血幹細胞移植でも全く同様な経過で感染を契機に急速に拒絶に向かった反応がみられたことから、特殊な症例であった可能性も示唆され、今後症例の集積が必要と考えられた。
Clinical levelでの製造法の開発においては、完全無血清培地の開発、閉鎖系培養法の確立、デバイス開発を進めた。細胞治療製剤の品質管理においては、無菌試験やウイルス、マイコプラズマ否定試験を迅速かつ自動化を行い、品質管理の手順書を作成した。新たな免疫不全マウスを用いた細胞治療製剤の長期安全性や有効性を予測する方法を開発した。従来のサイトカインに加えて、可溶性Notch リガンドDelta1-Fcキメラ蛋白を固相化条件で造血幹細胞を増幅する有効な系が確立された。

結論

今回の拒絶においてはTNF-α、INF-γが造血幹/前駆細胞のApoptosisに関与している可能性が示唆された。品質管理法の自動化、製造施設の基準づくり、閉鎖系、無血清培養法の確立など成果をあげた。真菌および細菌を網羅的・迅速に検出する系を確立した。これらの成果はこれから行われるさまざまな再生医療に応用されていくことが期待される。

公開日・更新日

• 公開日: 2011-09-30
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201023018B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 新たな移植細胞療法に向けた造血幹細胞のex vivo増幅技術の開発と応用
• 課題番号: H20-免役・一般-018
• 研究年度: 平成22(2010)年度
• 研究代表者(所属機関): 中畑 龍俊(京都大学 iPS細胞研究所)

研究分担者(所属機関)

• 金倉　譲(大阪大学大学院医学系研究科　血液･腫瘍内科)
• 前川　平(京都大学医学部附属病院　輸血細胞治療部)
• 平家　俊男(京都大学大学院医学研究科　発達小児科学)
• 伊藤　仁也(神鋼病院　血液病センター　細胞治療室)
• 田中　宏和(大阪大学大学院医学系研究科　血液･腫瘍内科)
• 清水　則夫(東京医科歯科大学　難治疾患研究所)
• 千葉　滋(筑波大学大学院　人間総合科学研究科)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 免疫アレルギー疾患等予防・治療研究
• 研究開始年度: 平成20(2008)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

臍帯血移植において、必要な数の造血幹細胞が得られない、移植後の造血回復が遅延するなどの問題点が指摘されている。臍帯血造血幹細胞のex vivo増幅法の確立は急務の課題であり、研究の進展が期待されている。ex vivoで加工した細胞を用いた臨床研究を行うため、GMP (good manufacturing practice)に則った治療用細胞製剤の製造法、品質管理法の確立を目指した検討を行うとともに、ex vivo増幅臍帯血を用いた実際の臨床研究を実施することを目的とした。

研究方法

細胞治療を実現するために、アカデミアによるGMPに則った細胞治療製剤の製造、品質管理法の基盤づくりから、臨床応用へのトランスレーショナルリサーチとして、７つのテーマを設定し、研究を続けた。ex vivo増幅臍帯血を用いた臨床研究「急性白血病患者に対する同種臍帯血由来ex vivo増幅CD34陽性細胞移植に関する臨床第I相／前期第II相試験」で実際にex vivo増幅臍帯血移植を行い、早期に生着しながら残念ながら感染を契機に拒絶された例についてその病態を詳細に検討した。

結果と考察

異種動物蛋白を全く含まない完全無血清培地の開発に成功した。新たなガス透過性バックなどのデバイス開発、閉鎖系培養法を確立した。この培養法を用いて臍帯血CD34+細胞が数十倍増幅可能となった。細胞治療製剤の品質管理においては、無菌試験やウイルス、マイコプラズマ否定試験を迅速かつ自動化を行い、品質管理の手順書を作成した。新たな免疫不全マウスを用いた細胞治療製剤の長期安全性や有効性を予測する方法を開発した。従来のサイトカインに加えて、可溶性Notch リガンドDelta1-Fcキメラ蛋白を固相化条件で造血幹細胞を増幅する有効な系が確立された。移植症例の保存血清や細胞を用いた様々な検討の結果、移植後の感染を契機に上昇した炎症性サイトカインのうち、TNF-α、INF-γが造血幹/前駆細胞のApoptosisに関与している可能性が示唆された。本症例では拒絶後施行された同種末梢血幹細胞移植でも全く同様な経過で感染を契機に急速に拒絶に向かった反応がみられたことから、特殊な症例であった可能性も示唆され、今後症例の集積が必要と考えられた。

結論

品質管理法の自動化、製造施設の基準づくり、閉鎖系、無血清培養法の確立など成果をあげた。真菌および細菌を網羅的・迅速に検出する系を確立した。これらの成果はこれから行われるさまざまな再生医療に応用されていくことが期待される。

公開日・更新日

• 公開日: 2011-09-30
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201023018C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 異種動物蛋白を全く含まない完全無血清培地の開発に成功した。新たなガス透過性バックなどのデバイス開発、閉鎖系培養法を確立した。細胞治療製剤の品質管理においては、無菌試験やウイルス、マイコプラズマ否定試験を迅速かつ自動化を行い、品質管理の手順書を作成した。新たな免疫不全マウスを用いた細胞治療製剤の長期安全性や有効性を予測する方法を開発した。従来のサイトカインに加えて、可溶性Notch リガンドDelta1-Fcキメラ蛋白を固相化条件で造血幹細胞を増幅する有効な系が確立された。
• 臨床的観点からの成果: 今回開発した完全無血清培養法を用いた１２日間の培養により、臍帯血CD34陽性細胞が数十倍増幅可能となった。増幅されたヒト臍帯血幹細胞からすべての血球が長期にわたり産生されることがNOGマウスを用いた移植実験で確認された。ex vivo増幅臍帯血を用いた臨床研究「急性白血病患者に対する同種臍帯血由来ex vivo増幅CD34陽性細胞移植に関する臨床第I相／前期第II相試験」で実際にex vivo増幅臍帯血移植を行った症例の臨床経過を詳細に検討した。
• ガイドライン等の開発: 平成２２年１１月１日全部改正された厚生労働省「ヒト幹細胞を用いる臨床研究に関する指針」（平成２２年厚生労働省告示第３８０号）の見直しを検討する委員会の審議において、本研究班の研究成果は、第４章ヒト幹細胞等の調整段階における安全対策等に含まれる品質管理システム、標準作業手順書、試薬等の受け入れ試験検査、最終調整物の試験検査、微生物等による汚染の危険性の排除、調整工程に関する記録、調整段階における管理体制等の項目の検討において参考となった。
• その他行政的観点からの成果: 今後、わが国においてex vivoで加工した細胞を用いた臨床研究を行うためには、GMP (good manufacturing practice)に則った治療用細胞製剤の製造法、品質管理法の確立が早急な課題である。本研究班では品質管理法の自動化、製造施設の基準づくり、閉鎖系、無血清培養法の確立などの成果をあげた。また、真菌および細菌を網羅的・迅速に検出する系を確立した。これらの成果はこれから行われるさまざまな再生医療に応用されていくことが期待される。
• その他のインパクト: 日本さい帯血バンクネットワーク設立１０周年記念事業：そして明日からの中で「さい帯血造血幹細胞の発見から臍帯血移植へ」として取り上げられた。; 臨床研究で実際に増幅臍帯血移植を行った症例の詳細は「Ex Vivo増幅臍帯血移植を行った急性骨髄性白血病の1例」として2009年2月6日、第31回日本造血細胞移植学会 北海道厚生年金会館、北海道札幌市において発表した。

発表件数

• 原著論文（和文）: 22件
• 原著論文（英文等）: 190件
• その他論文(和文): 68件
• その他論文(英文等): 0件
• 学会発表(国内学会): 320件
• 学会発表(国際学会等): 69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): 3件 ; 五研究班合同公開シンポジウム（2008年）、BioJapan 2009 World Business Forum（特別講演）、第14回静岡健康・長寿学術フォーラム（基調講演、2009年）

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: Saito M,Nishikomori R, Nakahata T, et al.; Disease-associated CIAS1 mutations induce monocyte death, revealing low-level mosaicism in mutation-negative cryopyrin-associated periodic syndrome patients. ; Blood , 111 (4) , 2132-2141 (2008)
• 原著論文2: Yokoyama Y, Suzuki T, Chiba S, et al.; Derivation of functional mature neutrophils from human embryonic stem cells. ; Blood , 113 (26) , 6584-6592 (2009)
• 原著論文3: Nakahara F, Sakata-Yanagimoto M, Chiba S, et al.; Hes1 immortalizes committed progenitors and plays a role in blast crisis transition in chronic myelogenous leukemia. ; Blood , 115 (14) , 2872-2881 (2010)

公開日・更新日

• 公開日: 2014-06-04
• 更新日: 2015-04-27

収支報告書

• 文献番号: 201023018Z