筋ジストロフィーモデルマウスに対しヒトのiPS細胞由来の筋幹細胞移植に成功
京都大学iPS細胞研究所 (CiRA)の研究チームは、骨格筋修復のもととなる機能を持つ骨格筋幹細胞をヒトiPS細胞から分化させる手法を確立し、さらにiPS細胞から分化させた骨格筋幹細胞をデュシェンヌ型筋ジストロフィー疾患モデルマウスへの移植に成功したことを発表しました。さらに、移植を受けたマウスでは筋張力も改善したことで、将来iPS細胞移植による筋疾患をはじめとする難病治療の実現にも繋がると期待されています。
筋肉が徐々に破壊される進行性の難病
筋ジストロフィーは全身の筋線維が壊れやすくなる遺伝性の筋疾患です。筋肉が機能を果たすために必要なタンパク質の設計図となる遺伝子に変異が起こる、複数の疾患群の総称です。異常な遺伝子の情報が読み取られることで、異常なタンパク質が形成されます。そのために筋肉が正常な働きを発揮できず、筋力低下が引きおこります。筋ジストロフィーのうち、デュシェンヌ型筋ジストロフィーは男児にのみ現れることが明らかになっています。ジストロフィンというタンパク質をコードする遺伝子が欠損するために発症します。ほかの研究グループが遺伝子治療の開発にも着手していますが、安全面などでまだまだ課題があります。
マウスに対するヒトiPS細胞の移植による効果
そこで本研究では、ヒトのiPS細胞に対し段階的に骨格筋を分化させ、高い筋再生能力を持つ骨格筋幹細胞の作成を目標としました。研究グループはPax3という遺伝子がヒトiPS細胞の骨格筋前駆細胞への誘導に重要な役割があると明らかにしました。さらに、Myf5という遺伝子に着目したところ、発生12週目には、Myf5陽性細胞がMyf5陰性細胞に比べて、サテライト細胞に特徴的な遺伝子を発現していました。こうした結果を受けヒトiPS細胞由来のMyf5陽性細胞とMyf5陰性細胞を、それぞれ細胞を30万個ずつ免疫不全マウスのすねの筋肉に移植したところ、Myf5陽性細胞の方が筋再生能力が高いことが示唆されました。さらに、分化後期のMyf5陽性細胞は、再生能力が高いことで知られる胎児型の骨格筋幹細胞と似たような遺伝子の発現パターンを示していました。
iPS細胞移植による難病治療への期待
100-200万のMyf5Myf5陽性細胞をふくらはぎの筋肉にデュシェンヌ型筋ジストロフィーモデルマウスに移植したところ、弱いながらも若干の筋張力の改善傾向も見られました。デュシェンヌ型筋ジストロフィー患者では、ジストロフィンが遺伝子欠損により作られず、これを補うための細胞移植療法が有効と考えられています。しかし、細胞移植を用いた治療法では十分な有効性と安全性を示す結果は見られませんでした。本研究では、ヒトiPS細胞を用いて、比較的容易な方法で骨格筋幹細胞の分化を再現しました。さらに、筋ジストロフィーの疾患モデルマウスへの移植により移植による効果を測定できました。
