骨髄間葉系幹細胞を用いた移植用高品質軟骨様組織作製法の開発

軟骨再生治療を目的として、これまでにヒト骨髄由来間葉系幹細胞からスキャフォールドを用いずに軟骨様細胞シートを作製する方法を報告している。一方で、細胞シート中の細胞外マトリックス（ECM）蓄積量が正常軟骨組織と比べ少ないため、軟骨様細胞シート中のECMを増加させることを目的とし、ECM合成を刺激する添加物の検討とその作用機序の解明を検討した。コラーゲンの立体構造の形成に重要な役割を果たすアスコルビン酸を高濃度で添加した場合、細胞シートの湿重量と共にⅡ型コラーゲンの蓄積量が増加した。一方でアスコルビン酸と同様に細胞内の抗酸化物質として機能するグルタチオンを添加した場合、細胞シートの湿重量と共にⅡ型コラーゲンの蓄積量も濃度依存的に減少した。このことからアスコルビン酸によるⅡ型コラーゲンの増加は抗酸化作用によるものではないことが推定された。一方、コラーゲンを添加した場合、単独添加では細胞シートのⅡ型コラーゲン蓄積量のみが増加した。アスコルビン酸とコラーゲンの同時添加を行った結果、非添加群と比較して、湿重量は約２０％増加し、Ⅱ型コラーゲン蓄積量は約8倍に増加した。関連する遺伝子発現を解析した結果、同時添加によりⅡ型コラーゲンのmRNAの発現が約2倍に増加した。一方で、Ⅱ型コラーゲンの分解酵素であるMMP-13の発現は、それぞれの単独添加で約30%減少し、同時添加により約70%減少した。このことから、アスコルビン酸とコラーゲンの添加効果はⅡ型コラーゲンの合成促進および分解抑制によるものであると推察された。また、軟骨様細胞シートの治療効果検証のため、軟骨欠損モデルを用いて動物実験を行った結果、細胞シート移植群で非移植群と比べ軟骨組織の修復を認め、組織学的にも正常軟骨に近く、良好な改善を示した。このことから、間葉系幹細胞から作製した軟骨様細胞シートが臨床応用できる可能性が示唆された。

軟骨再生治療を目的として、これまでにヒト骨髄由来間葉系幹細胞からスキャフォールドを用いずに軟骨様細胞シートを作製する方法を報告している。一方で、細胞シート中の細胞外マトリックス（ECM）蓄積量が正常軟骨組織と比べ少ないため、軟骨様細胞シート中のECMを増加させることを目的とし、ECM合成を刺激する添加物の検討とその作用機序の解明を検討した。コラーゲンの立体構造の形成に重要な役割を果たすアスコルビン酸を高濃度で添加した場合、細胞シートの湿重量と共にⅡ型コラーゲンの蓄積量が増加した。一方でアスコルビン酸と同様に細胞内の抗酸化物質として機能するグルタチオンを添加した場合、細胞シートの湿重量と共にⅡ型コラーゲンの蓄積量も濃度依存的に減少した。このことからアスコルビン酸によるⅡ型コラーゲンの増加は抗酸化作用によるものではないことが推定された。一方、コラーゲンを添加した場合、単独添加では細胞シートのⅡ型コラーゲン蓄積量のみが増加した。アスコルビン酸とコラーゲンの同時添加を行った結果、非添加群と比較して、湿重量は約２０％増加し、Ⅱ型コラーゲン蓄積量は約8倍に増加した。関連する遺伝子発現を解析した結果、同時添加によりⅡ型コラーゲンのmRNAの発現が約2倍に増加した。一方で、Ⅱ型コラーゲンの分解酵素であるMMP-13の発現は、それぞれの単独添加で約30%減少し、同時添加により約70%減少した。このことから、アスコルビン酸とコラーゲンの添加効果はⅡ型コラーゲンの合成促進および分解抑制によるものであると推察された。また、軟骨様細胞シートの治療効果検証のため、軟骨欠損モデルを用いて動物実験を行った結果、細胞シート移植群で非移植群と比べ軟骨組織の修復を認め、組織学的にも正常軟骨に近く、良好な改善を示した。このことから、間葉系幹細胞から作製した軟骨様細胞シートが臨床応用できる可能性が示唆された。