既存のアルツハイマー型認知症（AD）治療薬は、アミロイドβ（Aβ）やタウ、炎症などADにおける脳の分子病因を標的としています。臨床的に使用されている様々な治療薬は、一時的に症状を緩和する効果があります。一方で、病気の進行自体を止めることはできないことから、有効な治療薬の開発が求められています。近年、AD治療の新しい選択肢として、再生医療技術であるヒト幹細胞培養上清液が注目されています。本記事では、ヒト幹細胞培養上清液とは何か、臨床応用における目的や課題について紹介します。

ヒト幹細胞培養上清液とは

ヒト幹細胞は、細胞外小胞（Extracellular vesicles: EVまたはエクソソーム）と総称される、脂質二重膜構造を含む直径30〜100 nmの細胞外微小胞を放出しています（図1）¹⁾。EVは、様々な成長因子やサイトカイン、ケモカイン、miRNAといった生理活性物質を豊富に含んでおり、生体においてこれらの分子は隣接する細胞に情報を伝達する役割を担っています²⁾。研究室などの人工的な培養下では、EVは細胞を培養している培養液中に存在しており、この培養液の上澄みをヒト幹細胞培養上清液と呼びます。

図1. EVの生合成と分泌、ターゲット細胞への取り込み経路の例¹⁾

ヒト幹細胞培養上清液によるアルツハイマー型認知症治療の目的と課題

ヒト幹細胞培養上清液に含まれるEVは、生体由来の成分のため身体の多くの部位へ利用可能で、生体における内因性修復を刺激し、細胞死を抑制する作用があります。また、細胞そのものではないことから、腫瘍形成などのリスクが低いというメリットがあります³⁾。投与経路は一般的な医薬品と同様で、注射による静脈・動脈投与、損傷部位への塗布、鼻腔内投与などが想定されています。
現在までに、ヒト幹細胞上清液はアトピー性皮膚炎、心筋梗塞、外傷性脳損傷、糖尿病腎症、ADなど様々な疾患治療への利用が検討されてきました¹⁾。これまでに動物実験で疾患治療への有効性が認められているものもあり、今後、新しい薬としての実現が期待されています。

ヒト幹細胞培養上清液によるアルツハイマー型認知症治療

図2．ヒト由来幹細胞培養上清液中EVのADに対する効果の例¹⁾
ヒト由来幹細胞から分泌されるEVには、Aβ形成の減少・分解促進、免疫調節、炎症抑制による神経保護作用、微小環境の制御による細胞の代謝変化などの効果があることが報告されている

ADモデル動物にヒト幹細胞培養上清液を投与すると、認知や記憶機能が大幅に改善されることが実証されています^1,4,5)（図2）。ヒトのAD治療に対する効果は、投与経路と投与量、治療スケジュールなどの影響を受ける可能性があり、今後の研究開発によって有効性及び安全性の実証が期待されています。

セルプロジャパン株式会社の取り組み

セルプロジャパン株式会社は、国立大学法人京都大学 iPS細胞研究所と共同研究契約を締結し、神経疾患における脳内の機能改善を目的として、「ヒト幹細胞由来生理活性物質の特性を活かした新規治療法」の開発を目指すための基盤技術構築に取り組んでいます⁶⁾。

参考文献

1）Mengtian Guo, Zhenyu Yin et al., Mesenchymal stem cell-derived exosome: a promising alternative in the therapy of Alzheimer’s disease, Alzheimer’s Research & Therapy, 2020.

2）下田麻子, 澤田晋一 et al., 細胞外ベシクルの構造特性と機能制御, Drug Delivery System, 2014.

3）Arian Madani Neishaboori, Azadeh Eshraghi et al., Adipose tissue-derived stem cells as a potential candidate in treatment of Alzheimer’s disease: A systematic review on preclinical studies, Pharmacology Research & Perspectives, 2022.

4）Yi-An Chen, Cheng-Hsiu Lu, Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosomes Ameliorate Alzheimer’s Disease Pathology and Improve Cognitive Deficits, Biomedicines, 2021.

5）Xinyi Ma, Meng Huang et al., ADSCs-derived extracellular vesicles alleviate neuronal damage, promote neurogenesis and rescue memory loss in mice with Alzheimer’s disease, Journal of Controlled Release, 2020.

6）セルプロジャパン株式会社., News release: 京都大学iPS細胞研究所とセルプロジャパン株式会社が共同研究契約を締結〜認知症をはじめとする神経疾患に対する新規治療法の開発を目指す〜, 2024.