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マウスラクナ梗塞に対するヒト骨髄由来多能性幹細胞(Muse細胞)経静脈投与による神経修復

油川 大輝 東北大学

2020.09.25

概要

Ⅰ 研究背景と目的
Muse (Multilineage-differentiating stress-enduring) 細胞は内因性の非腫瘍性多能性幹細胞であり、骨髄、末梢血、結合組織などに存在する。ヒト由来 Muse 細胞をラットおよびマウス脳梗塞モデルに局所投与すると、神経系細胞への分化と神経機能の改善を認めることが知られている。しかしながら、脳梗塞に対する Muse 細胞の臨床応用に際し、適切な投与のタイミングや量はまだ明らかにはなっていない。本研究では Muse 細胞臨床応用に向け、非侵襲的な経静脈投与で脳梗塞に対する治療を行い、最適な投与量やタイミングを明らかにすることを目的とした。

Ⅱ 方法
治療に用いた細胞は、伴走企業である生命科学インスティテュート社において開発された臨床グレードのヒト Muse 細胞製品「CL2020」である。重症免疫不全マウスを用いてラクナ梗塞を作製し、CL2020 を頚静脈から投与した。細胞投与量により 5×104 細胞/body の高用量群、1×104 細胞/body の中用量群、5×103 細胞/body の低用量群を作製した。細胞投与時期は脳梗塞から 9 日の亜急性期投与群と、30 日の慢性期投与群に分け評価を行った。シリンダーテストを用いた神経機能評価、ジフテリア毒素投与による機能喪失試験、脳組織切片の蛍光免疫染色、脳を含めた全身臓器のヒト特異的な遺伝子配列の PCR (Polymerase Chain Reaction; ポリメラーゼ連鎖反応) の評価を行った。

Ⅲ 結果
安全性の評価は投与後 22 週まで行い、腫瘍の形成やその他細胞投与に関係する合併症は認めなかった。神経機能を評価するシリンダーテストにおいて、亜急性期投与群、慢性期投与群どちらでも高用量投与群は vehicle 群と比較し、投与後 6-8週で有意な改善を認めた。亜急性期高用量投与群では投与後 22 週の時点でも、vehicle 群と比較して、シリンダーテストでの神経機能の改善を認めた。いずれのグループにおいてもジフテリア毒素の腹腔内投与でヒト由来の CL2020 を選択的に排除すると神経機能の改善が消失した。蛍光免疫染色では投与後 1 日、10 週、22 週に投与された CL2020 が梗塞巣の辺縁に確認でき、それらが NeuN (Neuronal Nuclei; 神経細胞核)陽性、MAP-2 (Microtubule-Associated Protein-2) 陽性を示すことから CL2020 が神経細胞へ分化したことが明らかになった。

Ⅳ 結論
マウスラクナ梗塞に対する CL2020 の経静脈的投与は安全であり、梗塞巣辺縁に生着することで神経機能の改善を認めた。静脈内投与は脳内への直接投与と比較して侵襲性も低いため、Muse 細胞の経静脈的投与は脳梗塞患者の治療において、有力な手段になると考えらえる。

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