マウス胚性幹細胞由来軟骨細胞をもちいた関節疾患の治療応用に関する検討

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胚性幹(ES)細胞はあらゆる臓器粗織に分化する能力を持ち多くの疾患での応用が期待されている。ES細胞からの軟骨細胞の分化誘導方法の確立を行った。骨髄間葉系細胞は効率に軟骨細胞に分化するが程なく骨形成を行い安定した軟骨細胞の供給源とは成り得ない。まず少数のマウスES細胞細胞から培養を開始すると殆ど軟骨細胞の分化が認められず、大量に培養した場合のみに軟骨細胞が分化誘導され、培養における細胞の密度が重要であることが明らかになった。ES細胞はゲラチン上でbone morphogenetic protein(BMP)-2あるいはBMP-4と培養することで2-4週後には約半数がアルシアンブルー染色陽性、タイプ2コラーゲン陽性の軟骨細胞を分化する。この細胞は軟骨細胞特異的な転写因子Sox-9やPax-1を発現した。分化誘導した軟骨細胞の有用性を移植実験で評価した。正常マウス膝関節内に少量の濃塩酸を注入しで関節軟骨を破壊し変形性関節症マウスモデルを作成した。1週間後に軟骨細胞の移植実験を行った。変形性関節症マウスでは膝関節の軟骨細胞は殆ど消失していた。ES細胞由来軟骨細胞移植マウスでは大腿骨と脛骨の関節面に軟骨細胞が生着していた。さらに膝関節の運動能も改善している可能性が示唆された。しかし、一部のマウスでは関節腔内に軟骨細胞の集塊が形成されており、あたかも遺書性軟骨形成を考えさせた。この成績は移植する細胞数の決定は移植成功には重要であるを示唆している。しかし現在まで長期生存させたマウスにおいてもES細胞由来の奇形種発生は認めていない。