最近のラットを対象にした研究で､幹細胞から放出される特定の小胞 (Exosome：エキソソーム) が､眼球底部の感光組織､網膜の細胞を保護するらしいことが確かめられた｡この研究論文は､2017年1月26日付Stem Cells Translational Medicineに掲載されており､アメリカで最大の失明の原因である緑内障の治療法への応用を示唆している｡
この研究は､National Institutes of Health内のNational Eye Institute (NEI) の研究グループが実施し､論文は､｢Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells-Derived Exosomes Promote Survival of Retinal Ganglion Cells Through miRNA-Dependent Mechanisms (骨髄間葉系幹細胞由来のエキソソームが､miRNA依存メカニズムにより網膜神経節細胞の生存率を高める)｣と題されている｡
エキソソームは膜に包まれた小さな袋で､細胞内で形成され､細胞外に放出される｡長年､エキソソームは細胞からの廃棄メカニズムの一部と考えられていたが､比較的最近になってエキソソームにはタンパク質､脂質､遺伝子調節RNAなどが含まれていることが明らかになった｡いくつかの研究で､細胞から放出されたエキソソームが他の細胞の細胞膜と融合して取り込まれ､その細胞を刺激して新しいタンパク質を生成させることが突き止められた｡さらには､エキソソームが細胞同士の相互作用を仲介したり､信号を伝達したりするなどの役割を持っていることも明らかになり､エキソソームの治療効果を探る研究が進められた｡現在の研究では､NEIのポスドク研究員､Ben Mead, Ph.D.が､網膜細胞の一種で､眼から脳に視覚情報を送る視神経を形成する網膜神経節細胞に対する幹細胞エキソソームの役割を調べている｡
網膜神経節細胞の死滅は緑内障の失明その他視神経障害の原因である｡一方､幹細胞は身体のどの種の細胞にも変化する能力があることから､組織の交替や修復という治療法の開発で関心を集めている｡しかしながら､実現可能性から言えば､幹細胞から分離したエキソソームを利用する方法は､幹細胞全体の移植よりも大きな利点がいくつかある｡Dr. Meadは､｢エキソソームは幹細胞と違って精製や保管､さらには精確な量の投与も可能だ｣と述べている｡エキソソームを使うもう一つ重要な利点は､生体幹細胞を眼に移植した場合に考えられる免疫拒絶反応や目的以外の細胞増殖のリスクがないということである｡Dr. Meadは､ラットの緑内障モデルを使い､骨髄幹細胞から分離したエキソソームの網膜神経節細胞に対する効果を調べた｡エキソソームを毎週1回､眼球の中心にある液体部分の硝子体に注入した｡注入の前にエキソソームに蛍光標識を付けておき､エキソソームが網膜神経節細胞に送り込まれる過程を追跡できるようにしてあった｡視神経損傷を受けた後､エキソソーム処理したラットは網膜神経節細胞の約3分の1が死滅した､処理しないラットではその90%が死滅した｡それだけでなく､網膜細胞の電気的活動を測定する網膜電図法によれば､幹細胞エキソソームで処理した網膜神経節細胞はその機能を維持していた｡
同研究グループは､エキソソームのこの保護作用は､遺伝子発現のオン･オフを調節するmicroRNAが仲介するものと考えた｡NEIの研究責任者で､この研究の共著者でもあるStanislav Tomarev, Ph.D.は､｢エキソソームの内容物をさらに理解するためにはさらに研究を続け､2,000種を越えるmicroRNA分子のうち､網膜神経節細胞に送り込まれるのはどのmicroRNA分子か､また､その標的になるのはどのタンパク質､あるいは信号伝達経路なのかを知らなければならない｡さらに､ニューロンその他の細胞タイプの組み合わせや細胞グループを標的としてエキソソームを送り込むことも試さなければならない｣と述べている｡最後に､として､｢エキソソームを使う方法を最適化することも考えなければならない｣と述べている｡最善の方法は､エキソソームと他の治療法を組み合わせることかも知れない｡治療の実用可能性からいえば､治療効果が得られるにはどの程度の頻度でエキソソームを投与しなければならないかということがカギになる｡
写真
エキソソーム (緑) と網膜神経節細胞 (黄と橙) の顕微鏡写真｡
原著へのリンクは英語版をご覧ください
Stem Cell Exosomes Promote Survival of Retinal Ganglion Cells; Results Point to Potential Therapies for Glaucoma
