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Therapeutic angiogenesis using autologous adipose‑derived regenerative cells in patients with critical limb ischaemia in Japan: a clinical pilot study

片桐, 健 名古屋大学

2022.07.26

概要

【緒言】
重症虚血肢(critical limb ischaemia, CLI)は、末梢動脈疾患(PAD)、バージャー病または閉塞性血栓性血管炎(TAO)、および膠原病関連血管炎(CDV)の最も進行した状態である。その結果、多くの CLI 患者はバイパス手術や血管内治療(EVT)など従来の治療法が奏功しない、または適応とならない場合に、患肢の切断を要している。CLI 患者の 3 分の 1 では、合併症や全身状態不良などにより、外科的治療法が非適応となっている。

脂肪由来再生細胞(Adipose-derived regenerative cell, ADRC)は、損傷組織を修復するための、自己体性幹細胞の新たな供給源として有望である。本研究では、CLI 患者に対する ADRC 移植術の安全性と実現可能性を評価することを目的とした。臨床予備研究― 脂肪由来再生細胞移植による血管新生療法(Therapuetic Angiogenesis by Cells Transplantation using ADRCs, TACT-ADRC)を日本において開始した。

【対象および方法】
2013 年から 2015 年にかけて、血行再建術を含めた従来の治療法が適応とならない5人の CLI 患者に対し TACT-ADRC を実施した(表 1)。皮下脂肪の吸引によって脂肪組織を採取し、専用機器(Celution system)にて ADRCを分離、虚血肢に筋肉注射にて投与した(図 7)。主要評価項目は、6 ヶ月後の全死亡、主要心血管イベント、患肢切断を伴わない生存率、6 分間歩行距離、安静時疼痛および潰瘍サイズの変化とし、治療の安全性と有効性を評価した。循環血液中の前駆細胞マーカーである CD34 および CD133 陽性細胞に関し、FACS分析により ADRC 移植前後で末梢血液中の細胞数を測定した。

また、ELISA を使用して ADRC 移植の前後に、総 VEGF-A および VEGF-A165b を含む循環 VEGF-A アイソフォームの定量評価を行った。細胞レベルでの血管内皮増殖因子(VEGF)アイソフォームの変化に対する ADRC の効果を調査するために、野生型(WT)マウスの腹腔マクロファージおよび分化した C2C12 マウス骨格筋細胞を使用した in vitro 研究も実施した。
ADRC 馴化培地(ADRC-CM)および対照培地を用いてマクロファージおよび C2C12細胞を培養し、サイトカイン分泌やマクロファージ表現型の変化を評価した(図 5, 図 6)。

【結果】
6 ヶ月の経過観察にて、TACT-ADRC 処置に関連する有害事象は発生しなかった。また、患肢大切断に至った患者は認めず(表 2)、虚血性潰瘍は 6 か月の追跡期間中に全例が部分的または完全に治癒した(図 2)。さらに、全症例での安静時疼痛および 6 分間歩行距離に有意な臨床的改善が見られた(図 1)。
CD34 および CD133 陽性細胞は、ADRC 移植後に持続的に増加した(図 3)。また、血漿中の総 VEGF-A に対する VEGF-A165b(抗血管新生アイソフォーム)の比率は、 ADRC 移植後に有意に減少した(図 4)。
ADRC-CM を用いた in vitro 実験では、C2C12 細胞培養では総 VEGF-A が増加し VEGF-A165b が減少した(図 6)が、マクロファージ培養では有意変化を認めなかった(図 5)。ADRC-CM でのマクロファージ培養では CD206 発現を増加させ、TNF-α 分泌は減少した(図 5)。

【考察】
我々の知る限り、本研究は外科的血行再建術の適応がない CLI 患者を対象としたCelution システムによる新たな ADRC 移植治療の最初の報告である。

CLI 患者の治療目標は、患肢切断の予防と自覚症状の改善であり、これにより最終的に生活の質と生存率が向上する。
CLI 患者を治療するために、骨髄由来単核細胞(BM-MNC)を含む体性幹細胞を使用した移植療法が約 20 年前に開始された。しかし、TACT 研究での長期成績評価からは、BM-MNC 移植は、TAO および CDV によって引き起こされた CLI の患者よりも、 PAD によって引き起こされた CLI 患者では治療効果が低いことが明らかになっていた。また、骨髄採取は侵襲的であるため、血管新生療法のための体性幹細胞の新たな供給源が、我々を含む様々な研究グループより探究されてきた。

本研究にて ADRC 移植は、TAO または CDV によって引き起こされた 5 人の CLI 患者で、100%の生存率、および安静時疼痛、潰瘍サイズおよび歩行距離の有意な改善を示した。重篤な有害事象は認めず、ADRC 移植後 6 か月の追跡期間中に、死亡や患肢切断を要した患者も認めなかった。

CLI 患者に対する脂肪由来幹細胞(ASC)移植に関しては現在数例報告があり、直接比較することは困難だが、本研究の結果は他の研究の結果と同等であった。さらに、本研究では他の研究に比べ以下の利点がある。まず、TACT-ADRC では市販の遠心細胞分離機を使用して、培養を要さず十分量の ADRC を無菌的および自動的に分離可能である。また、培養を要さないため全身麻酔から手術終了まで約 4 時間で完遂可能である。

血管内皮前駆細胞(EPC)の動員や機能性は、動脈硬化性リスク因子、慢性虚血性心筋症や糖尿病を有する患者、および血液透析中の患者では低下する。ADRC 移植は、 VEGF および SDF-111 のパラクライン効果による EPC 動員の増加を介して、虚血誘発性血管新生を増強することが過去に報告されている。CD34 および CD133 陽性細胞などの循環前駆細胞の数は、BM-MNC 移植後 1 か月まで持続的に増加していた。

ヒトへの ADRC 移植後の循環前駆細胞動態についての報告はこれまでなかったが、本研究は循環前駆細胞が ADRC 移植後に増加することを、我々の知る限り初めて示した。これらの結果は、CD34 および CD133 陽性細胞の増加が ADRC 移植の血管新生および細胞保護効果のメカニズムの一部を担っている可能性を示唆している。

ADRC による損傷組織の再生と修復のメカニズムは、主に損傷組織の細胞への分化ではなく、血管新生因子(VEGF ファミリー、HGF、bFGF、および SDF-1 など)のパラクライン効果によると考えられている。これは、血管新生、抗炎症および抗免疫性、 および抗アポトーシス性作用をもたらすとされている。

VEGF-A は、EPC を動員する強力な血管新生サイトカインである。しかし、VEGF-A の血漿中濃度は PAD の患者で増加することが知られている。この現象は「血管新生パラドックス」と呼ばれていたが、PAD 患者の血管新生障害は、抗血管新生 VEGF-A アイソフォームである VEGF-A165b の上昇、および血管新生促進アイソフォームである VEGF-A165a の低下に関連していることが近年明らかになった。

本研究では、VEGF-A165b の血漿中濃度が ADRC 移植後に有意に減少したが、総 VEGF-A 濃度は変化しないことが認められた。in vitro 実験では、ADRC に関連する VEGF-A 分泌の変化は骨格筋細胞で認められたが、マクロファージでは認められなかった。対照的に、マクロファージは ADRC-CM での培養により、抗炎症性表現型に変化した。総括すると ADRC は、骨格筋細胞での VEGF 分泌調節と、マクロファージでの炎症抑制を介して血管新生を促進することにより、損傷組織の修復を可能とすることが示唆された。

本研究では症例数が非常に少なく、対照群は含まれないことに限界がある。しかし、 ADRC 移植治療を受けた全ての患者は重度の CLI を有しており、外科的治療法の適応はなく、ADRC 移植治療が行われなかった場合は全ての患者で患肢切断の予定であった。従って、本研究は予備的でありプラセボ対照群を含まないが、ADRC 移植の実施は CLI 患者にとって安全かつ有効である可能性が示唆されたと考えられた。

【結語】
CLI 患者における自己 ADRC 移植は安全かつ有効であり、それは血管新生を促進し、かつ組織炎症を抑制することを介して損傷組織を修復することが示唆された。

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1. Norgren, L. et al. Inter-Society Consensus for the Management of Peripheral Arterial Disease (TASC II). J. Vasc. Surg. 45(Suppl S), S5-67. https://doi.org/10.1016/j.jvs.2006.12.037 (2007).

2. Reinecke, H. et al. Peripheral arterial disease and critical limb ischaemia: still poor outcomes and lack of guideline adherence. Eur. Heart. J. 36, 932–938. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehv006 (2015).

3. Miyahara, T. et al. Long-term results of treatment for critical limb ischemia. Ann. Vasc. Dis. 8, 192–197. https://doi.org/10.3400/ avd.oa.15-00074 (2015).

4. Isner, J. M. et al. Clinical evidence of angiogenesis after arterial gene transfer of phVEGF165 in patient with ischaemic limb. Lancet 348, 370–374 (1996).

5. Tateishi-Yuyama, E. et al. Therapeutic angiogenesis for patients with limb ischaemia by autologous transplantation of bone-marrow cells: a pilot study and a randomised controlled trial. Lancet 360, 427–435. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(02)09670-8 (2002).

6. Matoba, S. et al. Long-term clinical outcome after intramuscular implantation of bone marrow mononuclear cells (Therapeutic Angiogenesis by Cell Transplantation [TACT] trial) in patients with chronic limb ischemia. Am. Heart J. 156, 1010–1018. https:// doi.org/10.1016/j.ahj.2008.06.025 (2008).

7. Zuk, P. A. et al. Multilineage cells from human adipose tissue: implications for cell-based therapies. Tissue Eng. 7, 211–228. https://doi.org/10.1089/107632701300062859 (2001).

8. Zuk, P. A. et al. Human adipose tissue is a source of multipotent stem cells. Mol. Biol. Cell 13, 4279–4295. https://doi.org/10.1091/ mbc.E02-02-0105 (2002).

9. Nakagami, H. et al. Novel autologous cell therapy in ischemic limb disease through growth factor secretion by cultured adipose tissue-derived stromal cells. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 25, 2542–2547. https://doi.org/10.1161/01.ATV.0000190701.92007.6d (2005).

10. Rehman, J. et al. Secretion of angiogenic and antiapoptotic factors by human adipose stromal cells. Circulation 109, 1292–1298. https://doi.org/10.1161/01.CIR.0000121425.42966.F1 (2004).

11. Kondo, K. et al. Implantation of adipose-derived regenerative cells enhances ischemia-induced angiogenesis. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 29, 61–66. https://doi.org/10.1161/ATVBAHA.108.166496 (2009).

12. Hao, C. et al. Therapeutic angiogenesis by autologous adipose-derived regenerative cells: comparison with bone marrow mono- nuclear cells. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 307, H869-879. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00310.2014 (2014).

13. Ishii, M. et al. Multilayered adipose-derived regenerative cell sheets created by a novel magnetite tissue engineering method for myocardial infarction. Int. J. Cardiol. 175, 545–553. https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2014.06.034 (2014).

14. Gotoh, M. et al. Regenerative treatment of male stress urinary incontinence by periurethral injection of autologous adipose-derived regenerative cells: 1-year outcomes in 11 patients. Int. J. Urol. 21, 294–300. https://doi.org/10.1111/iju.12266 (2014).

15. Mesimaki, K. et al. Novel maxillary reconstruction with ectopic bone formation by GMP adipose stem cells. Int. J. Oral Maxillofac. Surg. 38, 201–209. https://doi.org/10.1016/j.ijom.2009.01.001 (2009).

16. Yoshimura, K. et al. Progenitor-enriched adipose tissue transplantation as rescue for breast implant complications. Breast J. 16, 169–175. https://doi.org/10.1111/j.1524-4741.2009.00873.x (2010).

17. Panes, J. et al. Expanded allogeneic adipose-derived mesenchymal stem cells (Cx601) for complex perianal fistulas in Crohn’s dis- ease: a phase 3 randomised, double-blind controlled trial. Lancet 388, 1281–1290. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(16)31203-X (2016).

18. Kajiguchi, M. et al. Safety and efficacy of autologous progenitor cell transplantation for therapeutic angiogenesis in patients with critical limb ischemia. Circ. J. 71, 196–201 (2007).

19. Kikuchi, R. et al. An antiangiogenic isoform of VEGF-A contributes to impaired vascularization in peripheral artery disease. Nat. Med. 20, 1464–1471. https://doi.org/10.1038/nm.3703 (2014).

20. Lin, K. et al. Characterization of adipose tissue-derived cells isolated with the Celution system. Cytotherapy 10, 417–426. https:// doi.org/10.1080/14653240801982979 (2008).

21. Han, S., Sun, H. M., Hwang, K. C. & Kim, S. W. Adipose-derived stromal vascular fraction cells: update on clinical utility and efficacy. Crit. Rev. Eukaryot. Gene Expr. 25, 145–152 (2015).

22. Planat-Benard, V. et al. Plasticity of human adipose lineage cells toward endothelial cells: physiological and therapeutic perspec- tives. Circulation 109, 656–663. https://doi.org/10.1161/01.CIR.0000114522.38265.61 (2004).

23. Miranville, A. et al. Improvement of postnatal neovascularization by human adipose tissue-derived stem cells. Circulation 110, 349–355. https://doi.org/10.1161/01.CIR.0000135466.16823.D0 (2004).

24. Murohara, T. Autologous adipose tissue as a new source of progenitor cells for therapeutic angiogenesis. J. Cardiol. 53, 155–163. https://doi.org/10.1016/j.jjcc.2009.01.003 (2009).

25. Lendeckel, S. et al. Autologous stem cells (adipose) and fibrin glue used to treat widespread traumatic calvarial defects: case report. J. Craniomaxillofac. Surg. 32, 370–373. https://doi.org/10.1016/j.jcms.2004.06.002 (2004).

26. Yamamoto, T. et al. Periurethral injection of autologous adipose-derived regenerative cells for the treatment of male stress urinary incontinence: report of three initial cases. Int. J. Urol. 19, 652–659. https://doi.org/10.1111/j.1442-2042.2012.02999.x (2012).

27. Perin, E. C. et al. Adipose-derived regenerative cells in patients with ischemic cardiomyopathy: the PRECISE Trial. Am. Heart J. 168, 88-95 e82. https://doi.org/10.1016/j.ahj.2014.03.022 (2014).

28. Henry, T. D. et al. The Athena trials: Autologous adipose-derived regenerative cells for refractory chronic myocardial ischemia with left ventricular dysfunction. Catheter. Cardiovasc. Interv. 89, 169–177. https://doi.org/10.1002/ccd.26601 (2017).

29. Benoit, E., O’Donnell, T. F. & Patel, A. N. Safety and efficacy of autologous cell therapy in critical limb ischemia: a systematic review. Cell Transplant. 22, 545–562. https://doi.org/10.3727/096368912X636777 (2013).

30. Grochot-Przeczek, A., Dulak, J. & Jozkowicz, A. Therapeutic angiogenesis for revascularization in peripheral artery disease. Gene 525, 220–228. https://doi.org/10.1016/j.gene.2013.03.097 (2013).

31. Idei, N. et al. Autologous bone-marrow mononuclear cell implantation reduces long-term major amputation risk in patients with critical limb ischemia: a comparison of atherosclerotic peripheral arterial disease and Buerger disease. Circ. Cardiovasc. Interv. 4, 15–25. https://doi.org/10.1161/CIRCINTERVENTIONS.110.955724 (2011).

32. Lee, H. C. et al. Safety and effect of adipose tissue-derived stem cell implantation in patients with critical limb ischemia: a pilot study. Circ. J. 76, 1750–1760 (2012).

33. Bura, A. et al. Phase I trial: the use of autologous cultured adipose-derived stroma/stem cells to treat patients with non-revascu- larizable critical limb ischemia. Cytotherapy 16, 245–257. https://doi.org/10.1016/j.jcyt.2013.11.011 (2014).

34. Vasa, M. et al. Number and migratory activity of circulating endothelial progenitor cells inversely correlate with risk factors for coronary artery disease. Circ. Res. 89, E1-7 (2001).

35. Hill, J. M. et al. Circulating endothelial progenitor cells, vascular function, and cardiovascular risk. N. Engl. J. Med. 348, 593–600. https://doi.org/10.1056/NEJMoa022287 (2003).

36. Heeschen, C. et al. Profoundly reduced neovascularization capacity of bone marrow mononuclear cells derived from patients with chronic ischemic heart disease. Circulation 109, 1615–1622. https://doi.org/10.1161/01.CIR.0000124476.32871.E3 (2004).

37. Fadini, G. P. et al. Circulating endothelial progenitor cells are reduced in peripheral vascular complications of type 2 diabetes mellitus. J. Am. Coll. Cardiol. 45, 1449–1457. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2004.11.067 (2005).

38. Shimizu, Y., Shibata, R., Shintani, S., Ishii, M. & Murohara, T. Therapeutic lymphangiogenesis with implantation of adipose-derived regenerative cells. J. Am. Heart Assoc. 1, e000877. https://doi.org/10.1161/JAHA.112.000877 (2012).

39. Nakao, N. et al. Adipose tissue-derived mesenchymal stem cells facilitate hematopoiesis in vitro and in vivo: advantages over bone marrow-derived mesenchymal stem cells. Am. J. Pathol. 177, 547–554. https://doi.org/10.2353/ajpath.2010.091042 (2010).

40. Zhi, K. et al. Application of adipose-derived stem cells in critical limb ischemia. Front. Biosci. (Landmark Ed.) 19, 768–776 (2014).

41. Zangi, L. et al. Modified mRNA directs the fate of heart progenitor cells and induces vascular regeneration after myocardial infarc- tion. Nat. Biotechnol. 31, 898–907. https://doi.org/10.1038/nbt.2682 (2013).

42. Findley, C. M., Mitchell, R. G., Duscha, B. D., Annex, B. H. & Kontos, C. D. Plasma levels of soluble Tie2 and vascular endothelial growth factor distinguish critical limb ischemia from intermittent claudication in patients with peripheral arterial disease. J. Am. Coll. Cardiol. 52, 387–393. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2008.02.045 (2008).

43. Leung, O. M. et al. Regulatory T cells promote apelin-mediated sprouting angiogenesis in type 2 diabetes. Cell Rep. 24, 1610–1626. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.07.019 (2018).

44. Harada, K. et al. Association between the ratio of anti-angiogenic isoform of VEGF-A to total VEGF-A and adverse clinical out- comes in patients after acute myocardial infarction. Int. J. Cardiol. Heart Vasc. 19, 3–7. https://doi.org/10.1016/j.ijcha.2018.03.004 (2018).

45. Nemeth, K. et al. Bone marrow stromal cells attenuate sepsis via prostaglandin E(2)-dependent reprogramming of host mac- rophages to increase their interleukin-10 production. Nat. Med. 15, 42–49. https://doi.org/10.1038/nm.1905 (2009).

46. Liang, C. et al. CD8(+) T-cell plasticity regulates vascular regeneration in type-2 diabetes. Theranostics 10, 4217–4232. https://doi. org/10.7150/thno.40663 (2020).

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