末梢血白血球細胞を使った血管再生医療の実現

我々は造血幹細胞の血管再生メカニズムが、ギャップ結合を介し、造血幹細胞が障害された血管内皮細胞に対してグルコースやアミノ酸等の低分子エネルギー基質を供与し、障害された血管内皮細胞のエネルギー代謝を活性化することを明らかにした (Taura et al., stroke, 2020)。本研究は、ヒト末梢血白血球細胞に造血幹細胞と同レベルのエネルギーを付与し、外部へのエネルギー放出が可能な状況を作ることにより、造血幹細胞と同様の働きを有する末梢血白血球製剤の開発を目指すものである。２年目の今年度は、ヒト臍帯血の単核球画分にエネルギー源となり得る物質を添加し、細胞のエネルギー状態を上昇させることを試みた。その結果、一部の物質では単核球画分のエネルギー源を上昇させる傾向が認められたが、あくまで微増レベルであり、顕著な増加には繋がる物質は得られなかった。また、造血幹細胞において機能を向上させる方法である、細胞を一度低エネルギー状態に暴露させた後に高エネルギー状態へとシフトさせる方法を実施した。低エネルギー状態下の時間については、18時間以上が必要である。個体毎に異なるものの、24時間の低エネルギー状態下では8割以上が死細胞となり、一部生存した細胞については血管再生能を促進する傾向が見られたものの、細胞の有効性を謳うのは難しいと判断されたことから、低エネルギー状態下での反応を一旦中断することとした。そこで、末梢血中の造血幹細胞に着目した。成人の末梢血からCD34陽性細胞を分離し、臍帯血中のCD34陽性細胞と比較したところ、エネルギー状態およびグルコースやアミノ酸濃度、いずれも臍帯血中の造血幹細胞と比較して低い傾向を示したが、造血幹細胞としての働きを十分に示すエネルギー状態であることが明らかになった。

我々は造血幹細胞の血管再生メカニズムが、ギャップ結合を介し、造血幹細胞が障害された血管内皮細胞に対してグルコースやアミノ酸等の低分子エネルギー基質を供与し、障害された血管内皮細胞のエネルギー代謝を活性化することを明らかにした (Taura et al., stroke, 2020)。本研究は、ヒト末梢血白血球細胞に造血幹細胞と同レベルのエネルギーを付与し、外部へのエネルギー放出が可能な状況を作ることにより、造血幹細胞と同様の働きを有する末梢血白血球製剤の開発を目指すものである。２年目の今年度は、ヒト臍帯血の単核球画分にエネルギー源となり得る物質を添加し、細胞のエネルギー状態を上昇させることを試みた。その結果、一部の物質では単核球画分のエネルギー源を上昇させる傾向が認められたが、あくまで微増レベルであり、顕著な増加には繋がる物質は得られなかった。また、造血幹細胞において機能を向上させる方法である、細胞を一度低エネルギー状態に暴露させた後に高エネルギー状態へとシフトさせる方法を実施した。低エネルギー状態下の時間については、18時間以上が必要である。個体毎に異なるものの、24時間の低エネルギー状態下では8割以上が死細胞となり、一部生存した細胞については血管再生能を促進する傾向が見られたものの、細胞の有効性を謳うのは難しいと判断されたことから、低エネルギー状態下での反応を一旦中断することとした。そこで、末梢血中の造血幹細胞に着目した。成人の末梢血からCD34陽性細胞を分離し、臍帯血中のCD34陽性細胞と比較したところ、エネルギー状態およびグルコースやアミノ酸濃度、いずれも臍帯血中の造血幹細胞と比較して低い傾向を示したが、造血幹細胞としての働きを十分に示すエネルギー状態であることが明らかになった。