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» 2016年01月13日 08時00分 UPDATE

医療技術ニュース:カエルで機能的な関節を再生することに初めて成功

京都大学は、これまで関節を再生することができないとされてきた変態後のカエルにおいて、初めて機能的な関節の再生を引き起こすことに成功したと発表した。

[MONOist]

 京都大学は2015年12月22日、これまで関節を再生することができないとされてきたカエルにおいて、初めて機能的な関節の再生を引き起こすことに成功したと発表した。これは、日本学術振興会の堤璃水特別研究員(理学研究科)と、同大理学研究科の阿形清和教授、医学研究科の山田重人教授との共同研究によるもので、成果は米科学誌「Regeneration」で公開された。

 イモリとカエルは同じ両生類に属すが、有尾両生類のイモリは、四肢をどこで切断しても関節を含む機能的な構造を再生することができるのに対し、無尾両生類のカエルは、変態すると関節の再生能力を失うことが知られていた。ただ、切断された面から一本の軟骨が再生することから、カエルは再生能力の高い有尾両生類と、低い哺乳類をつなぐ架け橋となると考えられる。そこで、再生能力の高い動物に再生の仕組みを学び、その知見を再生能力の低い動物に応用することを目指し研究が行われた。

 同研究グループは、以前の研究で、イモリの前肢を肘関節で切断すると、根元に残存した組織と、そこから再生した組織が相互作用することで、残存部と再生部の組織の構造が機能的に調和して関節が作られることを見いだしていた。

 今回の研究では、イモリの再生原理である組織間調和作用をカエルに意図的に起こさせるという新しい発想をした。カエルの前肢を、イモリと同様の方法によって肘関節で切断したところ、根元に残った肘関節の片割れに合うような肘関節構造が再生した。しかも再生した肘関節は腱や靭帯も再生しており、自発的に動かすことができる機能的なものであることも分かった。これは、変態後のカエルにおける機能的な肘関節の再生に成功した初めての研究といえる。

 さらに、組織切片を作製し、カエルの関節再生過程を細胞、分子レベルで詳細に観察したところ、関節の再生は発生期の関節形成とは異なる仕組みで起こっていることを確認した。

 今回の知見から、将来、哺乳類においても関節再生が可能になるかもしれないとしている。また、再生治療で移植した部分と残存部とで調和のとれた構造を再生させるための新たな方法につながることが期待されるという。

photo カエルで再生した関節の運動の連続写真。再生した肘関節(黄色矢印)は、曲げ伸ばし運動のできる機能的なものだった。

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