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» 2019年06月18日 15時00分 公開

医療技術ニュース:液体のりの主成分を用いて、造血幹細胞を増幅させることに成功

東京大学は、高価なウシ血清成分やアルブミンの代わりに、液体のりの主成分「ポリビニルアルコール」を用いることで、細胞老化を抑制した造血幹細胞を長期培養系で安価に増幅することに成功した。

[MONOist]

 東京大学は2019年5月30日、液体のりの主成分「ポリビニルアルコール(PVA)」を用いることで、造血幹細胞を安価に増幅させることに成功したと発表した。同大学医科学研究所 特任准教授の山崎聡氏と、スタンフォード大学、理化学研究所の共同研究チームによる成果だ。

 造血幹細胞は、生体内に全血液、免疫細胞を供給する細胞で、白血病など血液疾患を治療する際の骨髄移植(造血幹細胞移植)には欠かせないものとなる。多くはドナーから供給されるが、高齢化社会でドナーが減少しており、研究チームでは生体外で増やす技術開発を進めていた。

 研究チームは、マウスの造血幹細胞を用いた研究により、細胞培養で使われる高価なウシ血清成分や精製アルブミン、組み換えアルブミンが造血幹細胞の安定的な未分化性を阻害していることを明らかにしている。また、タンパク質の酸化反応が、細胞老化を誘導することも突き止めた。

 そのため、アルブミンを他のタンパク質ではなく、化学物質で置換することを検討。血清成分やアルブミンに代わる化学物質の探索の結果、PVAが有効であると分かった。PVAは培養液中で酸化されない安定な物質であるため、血清成分やアルブミンと異なり、造血幹細胞の未分化性を維持したまま、数カ月培養できる。

 さらに、マウスから1つの造血幹細胞を分離採取し、1カ月間培養して増幅させた後に複数のマウスに移植した。その結果、全てのマウスで、移植した増幅造血幹細胞の骨髄再構築が確認できた。これは、ドナーから得たわずかな造血幹細胞を増幅することで、複数の患者へ移植可能な造血幹細胞を準備できることを示している。

 近年の研究では、大量の造血幹細胞の移植により、骨髄破壊的な処置を用いずに造血幹細胞を生着できることが分かっている。しかし、ドナーからの造血幹細胞は限りがあり、現実的には不可能だった。研究チームは、今回の増幅培養系を用いて、50個という少ない造血幹細胞から充分な量の造血幹細胞を得ることに成功。骨髄破壊的な処置を用いない、安全で容易な造血幹細胞の移植法を新たに発見した。

 これらの培養系は、ヒト造血幹細胞にも応用できる可能性がある。この成果は、白血病を含む血液疾患への次世代幹細胞治療の道を開くものであり、特に小児の血液疾患に対して、移植処置の合併症リスクを軽減した安全な造血幹細胞移植が提供できるとしている。

photo A、B)血清アルブミンに代わる化学物質を探索した結果、PVAがアルブミンと同様に造血幹細胞の細胞分裂を誘導することが分かった。B)50個から増幅した造血幹細胞と造血前駆細胞(造血幹前駆細胞)。(クリックで拡大) 出典:東京大学
photo マウスの骨髄から造血幹細胞を1つ取り出し、1カ月培養して増幅。その造血幹細胞を含む細胞を複数のマウスに移植した結果、全てのマウスで造血幹細胞の骨髄再構築が確認された。(クリックで拡大) 出典:東京大学
photo マウスの骨髄から造血幹細胞を50個取り出し、PVAを用いた培養により大量に増幅。その大量の造血幹細胞を免疫不全(T細胞やB細胞が欠損している)マウスに投与するだけで早期にT細胞やB細胞が分化し、免疫不全という症状が根治される。(クリックで拡大) 出典:東京大学

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