関節治療を加速する細胞シートによる再生医療の実現

文献情報

文献番号

201306008A

報告書区分

総括

研究課題名

関節治療を加速する細胞シートによる再生医療の実現

課題番号

H24-再生-一般-003

研究年度

平成25(2013)年度

研究代表者(所属機関)

佐藤　正人(東海大学　医学部)

研究分担者(所属機関)

阿久津　英憲(国立成育医療研究センター研究所　生殖細胞医療研究部)
長嶋　比呂志(明治大学　農学部)
加藤　玲子(国立医薬品食品衛生研究所　医療機器部)
加藤　俊一(東海大学　医学部)
小林　広幸(東海大学　医学部)
三上　礼子(東海大学　医学部)
三谷　玄弥(東海大学　医学部)
沓名　寿治(東海大学　医学部)
海老原　吾郎(東海大学　医学部)
長井　敏洋(東海大学　医学部)
小久保　舞美(東海大学　医学部)

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24(2012)年度

研究終了予定年度

平成28(2016)年度

研究費

38,000,000円

研究者交替、所属機関変更

-

研究報告書（概要版）

研究目的

従来修復困難と考えられてきた関節軟骨部分損傷に対して、温度応答性培養皿で作製した積層化軟骨細胞シートによる関節軟骨修復再生効果を世界で初めて報告し、修復能力に富んだ積層化軟骨細胞シートの特性を明らかにした。細胞シートによる修復・再生効果を確認し、細胞シート工学という日本オリジナルな技術により、変形性関節症の治療にまで踏み込んだ再生医療の実現を目指している。本研究事業の柱は2つである。「自己軟骨細胞シートによる先進医療の実現」と、「同種軟骨細胞シートによる再生医療を目指したヒト幹細胞臨床研究の実現」である。自己細胞シートによるヒト幹細胞臨床研究で安全性評価を速やかに行い、所定の症例数を経て、治療効果を確認し先進医療での実施を目指す。将来的には、患者の手術侵襲を減らすためにも、免疫応答の低い軟骨組織ではレディメイドの同種細胞シートで、大量生産によりコストを下げての実施が不可欠であると考える。企業治験の可能性を検討しながら、自己細胞シートの場合と同様にヒト幹細胞臨床研究の実施を目指すものである。

研究方法

1.自己細胞シートによる臨床研究「細胞シートによる関節治療を目指した臨床研究」の実施
2.複数の同種細胞ソースの検討と細胞ソースの選択とバンキングシステムの構築
2-①同種軟骨再生医療のための安全性評価
2-②多指症軟骨組織由来細胞についての造腫瘍性否定試験
3.細胞シートの保存技術開発とパッケージ技術開発
4.軟骨細胞シートの同種免疫反応に関する研究
5.細胞シート移植後の動態評価Bioluminescenceによる経時的評価に関する研究

結果と考察

1.平成25年度末までに11例がエントリーし、8例の患者に軟骨細胞シートの移植を施行した。第1例から第4例は移植後1年を経過し臨床研究を終了した。臨床研究中の重篤な有害事象の発生も認めず、軟骨細胞シート移植による安全で有効な関節軟骨再生効果が得られている。2-①.Array Comparative Genomic Hybridization (aCGH)、Gバンド分染法により、安全性評価を実施した。多指症軟骨組織由来細胞は、試験法の一般的な基準においては、すべてのサンプルにおいて異常は認められなかった。この結果、多指症軟骨組織由来細胞は、試験評価方法を通じて安全性を判断することができた。2-②.多指症軟骨組織由来細胞の造腫瘍性否定試験を実施した。造腫瘍性とは、動物に移植された細胞集団が増殖することにより悪性または良性の腫瘍を形成する能力をいう。造腫瘍性否定試験では、より重度な免疫不全を呈するNOGマウスを用いて検討をした。結果、腫瘍形成は認められなかった。3.ウサギ軟骨細胞シートガラス化凍結保存法の改良を行った。今年度は(1)より脆弱な薄層シートへの適用、(2)細胞生存性向上を目的とする融解条件の検討、(3)より操作性・安全性に優れたパッケージング素材の検討を行った。その結果、(1)積層化しない単層軟骨細胞シートのガラス化も可能なこと、(2)融解速度を高める工夫によって、細胞生存性を向上させ得る可能性があること、(3)パッケージング素材としてアルミフィルムが優れていること、などが明らかとなった。4.多指症軟骨組織由来細胞 (PDCCs)が同種T細胞に与える影響をin vitroで検討した。PDCCsはT細胞の免疫応答を惹起しないだけでなく、活性化T細胞の増殖を抑制することを認めた。今回の結果から、関節軟骨損傷の治療には自己軟骨細胞だけでなく、同種である多指症由来軟骨細胞を使用出来る可能性が示唆された。5.BLI (Bioluminescence Imaging)法により、ラットを用いて細胞シートの膝関節同種移植後の滞在期間を測定し、動態評価を行なった。軟骨細胞シート群、滑膜細胞シート群、両者併用シート群の3群とも21ヶ月以上の発光を確認した。実験経過中の移植細胞からの発光は移植右膝に留まり他に移動しないことを確認し、細胞シートの安全性を実証した。

結論

本研究事業の主要課題である「自己軟骨細胞シートによる先進医療の実現」並びに「同種軟骨細胞シートによる再生医療を目指したヒト幹細胞臨床研究の実現」は何れも、当初の予想以上の成果が得られた。特筆すべきは、平成25年度末までに11症例がエントリーし、8症例に軟骨細胞シート移植を施行したことである。第1例から第4例は移植後1年を経過し臨床研究を終了した。臨床研究中の重篤な有害事象の発生も認めず、軟骨細胞シート移植による安全で有効な関節軟骨再生効果が得られている。
国民にわかりやすく研究内容を発信するためにHPを作製し、下記URLで情報を公開している。http://cellsheet.med.u-tokai.ac.jp/index.htmlで情報を公開している。