クローン病肛門病変に対する間葉系幹細胞と細胞ファイバ技術を融合した細胞療法の開発

クローン病には難治性痔瘻の合併が多い。既存治療に抵抗性の難治例が多いことから、間葉系幹細胞(mesenchymal stem cells, 以下MSC)を用いた新たな局所細胞療法を開発することを目的とした。MSCは、骨髄や臍帯・胎盤、脂肪組織、歯髄等から単離培養される体性幹細胞で、再生医療において実用化が進む細胞である。MSCはサイトカインや増殖因子等の液性因子を産生・分泌して免疫制御能や組織修復再生能を発揮する。痔瘻局所病変部は便汁や腸内細菌、活性化した炎症細胞等が存在することから、MSCを細胞単独で直接投与した場合にMSCに対する細胞障害が大きく、十分な細胞治療効果を発揮しないことが想定される。一方でMSCは、スフェロイド形成することにより細胞機能が向上することが知られている。そこで、本研究では細胞ファイバ技術に着目した。細胞ファイバは、直径数百マイクロメートルのゲルチューブに内包された細胞と細胞外マトリクスから成る構造体である。本研究では、MSCをハイドロゲルに封入しヒモ状にカプセル化した「MSC-fiber」を作製した。MSCはファイバ内部で自律的にスフェロイドを形成し、長期に生存した。また、内部のMSCスフェロイドに由来する多彩な液性因子が外殻のゲルを通過してファイバの外に放出された。抗炎症作用を発揮する因子については、従来の２次元培養の培養上清よりも高濃度で分泌された。またファイバの培養上清は、活性化マクロファージの形質転換やROSの産生を制御した。さらにこのMSC-fiberをTNBS誘導急性腸炎モデルの腸管内の潰瘍病変に管腔内投与したところ、対照群と比較して治療群において腸炎の重症化が抑制された。MSC-fiberによる痔瘻を模したモデルでの腸炎抑制効果を確認できた。

クローン病には難治性痔瘻の合併が多い。既存治療に抵抗性の難治例が多いことから、間葉系幹細胞(mesenchymal stem cells, 以下MSC)を用いた新たな局所細胞療法を開発することを目的とした。MSCは、骨髄や臍帯・胎盤、脂肪組織、歯髄等から単離培養される体性幹細胞で、再生医療において実用化が進む細胞である。MSCはサイトカインや増殖因子等の液性因子を産生・分泌して免疫制御能や組織修復再生能を発揮する。痔瘻局所病変部は便汁や腸内細菌、活性化した炎症細胞等が存在することから、MSCを細胞単独で直接投与した場合にMSCに対する細胞障害が大きく、十分な細胞治療効果を発揮しないことが想定される。一方でMSCは、スフェロイド形成することにより細胞機能が向上することが知られている。そこで、本研究では細胞ファイバ技術に着目した。細胞ファイバは、直径数百マイクロメートルのゲルチューブに内包された細胞と細胞外マトリクスから成る構造体である。本研究では、MSCをハイドロゲルに封入しヒモ状にカプセル化した「MSC-fiber」を作製した。MSCはファイバ内部で自律的にスフェロイドを形成し、長期に生存した。また、内部のMSCスフェロイドに由来する多彩な液性因子が外殻のゲルを通過してファイバの外に放出された。抗炎症作用を発揮する因子については、従来の２次元培養の培養上清よりも高濃度で分泌された。またファイバの培養上清は、活性化マクロファージの形質転換やROSの産生を制御した。さらにこのMSC-fiberをTNBS誘導急性腸炎モデルの腸管内の潰瘍病変に管腔内投与したところ、対照群と比較して治療群において腸炎の重症化が抑制された。MSC-fiberによる痔瘻を模したモデルでの腸炎抑制効果を確認できた。