第一回 运用间充质干细胞来源的细胞外囊泡（外泌体）开发针对肝硬化的治疗方法
干细胞EV~治疗、诊断、化妆品未来发展~
新潟大学大学院 医齿学综合研究科 消化器内科学领域 寺井崇二、土屋淳纪
◆再生细胞治疗的开发现况
2003年，山口大学开始了世界首个应用 "自体骨髓细胞给药疗法 "治疗肝硬化的临床研究（于2003年11月14日开始临床研究）1-4）。通过基础和临床研究表明，自体骨髓细胞移植治疗可以改善肝硬化的肝纤维化，并诱导肝硬化的肝再生。自2017年以来，有企业使用异体脂肪组织来源间充质肝细胞移植疗法来治疗失代偿期肝硬化（企业临床试验），并且目前也在进行由医生主导的失代偿期肝硬化的临床测试（图1）。
图1.
◆改善肝纤维化，对再生诱导起作用的细胞
2015年，新潟大学展开了旨在阐明骨髓中的有效细胞、改善肝纤维化和再生诱导机制、和以运用异体间充质干细胞为目标的研究。研究的结果表明，作为肝硬化模型治疗效果的表现机制，从外周移植的间充质干细胞主要迁移至肺部，作为 "指挥细胞"发挥作用。通过使巨噬细胞进入抗炎状态，诱导它们进入肝硬化区，可以诱导抗炎性巨噬细胞作为 "工作细胞"改善肝硬化导致的纤维化和再生（图2）5-8）。另外，我们还着眼于肺部存在的间充质干细胞与作为工作细胞的巨噬细胞的连接分子细胞外囊泡（exosomes），并进行分析。研究发现，间充质干细胞分泌的外泌体，特别是干扰素-γ刺激的间充质干细胞，可将巨噬细胞转变为抗炎性巨噬细胞，改善肝纤维化并诱导肝再生9）。此外，仅将这些外泌体施用于肝硬化模型中，就能改善肝纤维化并诱导肝再生（图3）。
图2.
笔者改自：npj Regenerative Medicine volume 6, Article number:19(2021)
图3.
◆临床治疗面临的挑战
为使用细胞外囊泡（exosomes）进行治疗，作为日本再生医疗学会的“外泌体等调整，治疗相关的WG委员“，目前准备开发运用新一代外泌体的治疗法。虽然已公开发表各类指南，但过去所开发的间充质干细胞等的培养过程，都建立在安全性的基础上。另外，在建立临床概念验证Proof of Concept（POC）方面，如何规定细胞外囊泡的数量和质量（内部蛋白、miRNA）也非常重要。目前已在耳鼻科领域实施First in man疗法10）。图4是将来细胞外囊泡（exosomes）的治疗蓝图。期望将来制备出能生产诱导细胞组织修复的外泌体的设计细胞，并从中获得大量外泌体，最终以细胞移植或外泌体给药于细胞的方式来进行细胞治疗。
图4.
◆相关产品
MagCapture™ 外泌体提取试剂盒
PS Capture™ 外泌体流式试剂盒
EV-Up™ 间充质干细胞专用外泌体生产用培养基
◆参考文献
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1. |
Terai, S., Ishikawa, T., Omori, K., Aoyama,K., Marumoto, Y., Urata, Y., Yokoyama, Y.,Uchida, K., Yamasaki, T., Fujii, Y., Okita, K.and Sakaida, I. : Stem Cells , 24（10）, 2292（2006）. |
|
2. |
Kim, J. K., Park, Y. N., Kim, J. S., Park, M. S.,Paik, Y. H., Seok, J. Y., Chung, Y. E., Kim, H. O.,Kim, K. S., Ahn, S. H., Kim, D. Y., Kim, M. J.,Lee, K. S., Chon, C. Y., Kim, S. J., Terai, S.,Salaoda, I. and Han, K. H. : Cell Transplant. ,19（10）, 1237（2010）. |
|
3. |
Saito, T., Okumoto, K., Haga, H., Nishise, Y.,Ishii, R., Sato, C., Watanabe, H., Okada, A.,Ikeda, M., Togashi, H., Ishikawa, T., Terai,S., Sakaida, I. and Kawata, S. : Stem CellsDev ., 20（9）, 1503（2011）. |
|
4. |
Terai, S. and Tsuchiya, A. : J. Gastroenterol. ,52（2）, 129（2017）. |
|
5. |
Terai, S., Sakaida, I., Yamamoto, N., Omori,K., Watanabe, T., Ohata, S., Katada, T.,Miyamoto, K., Shinoda, K., Nishina, H. andOkita, K. : J. Biochem., 134（4）, 551（2003）. |
|
6. |
Sakaida, I., Terai, S., Yamamoto, N.,Aoyama, K., Ishikawa, T., Nishina, H. and Okita, K. : Hepatology , 40（6）, 1304（2004）. |
|
7. |
Watanabe, Y., Tsuchiya, A., Seino, S.,Kawata, Y., Kojima, Y., Ikarashi, S., Lewis,P. J. S, Lu, W. Y., Kikuta, J., Kawai, H.,Yamagiwa, S., Forbes, S. J., Ishii, M. andTerai, S. : Stem Cells Transl. Med ., 8 （3）,271（2019）. |
|
8. |
Tsuchiya, A., Takeuchi, S., Watanabe, T.,Yoshida, T., Nojiri, S., Ogawa, M. and Terai S. :Infl amm. Regen ., 39, 18（2019）. |
|
9. |
Takeuchi, S., Tsuchiya, A., Iwasawa, T.,Nojiri, S., Watanabe, T., Ogawa, M., Yoshida, T.,Fujiki, K., Koui, Y., Kido, T., Yoshioka, Y.,Fujita, M., Kikuta, J., Itoh, T., Takamura, M.,Shirahige, K., Ishii, M., Ochiya, T., Miyajima, A.and Terai, S. : NPJ Regen. Med ., 6 （1）, 19 （2021）. |
|
10. |
Warnecke, A., Prenzler, N., Harre, J., Köhl, U.,Gärtner, L., Lenarz, T., Laner-Plamberger, S.,Wietzorrek, G., Staecker, H., Lassacher, T.,Hollerweger, J., Gimona, M. and Rohde, E. :J. Extracell. Vesicles , 10（8）, e12094（2021）. |