文献詳細
連載 FOCUS
文献概要
はじめに
再生医学とは,臓器や組織の人工的な再生を図る学問であり,近年,再生医学は幹細胞学とともに目覚ましい発展を遂げている.自己複製能と多分化能をもつ細胞と定義される幹細胞は,生体内において発生・再生・創傷治癒を担うと考えられ,臓器や組織の再生を図るにはこの幹細胞を使用する方法が最も理にかなっている.生体内のすべての細胞への分化能をもつ未分化性の高い胚性幹細胞(ES細胞)や人工多能性幹細胞(iPS細胞)は,一見使い勝手がよさそうだが,腫瘍化への配慮や,胚細胞から分化細胞へ至るまでの分化誘導を再現する必要があり容易ではない.また,成人の各組織に存在し組織内の細胞への分化が可能と考えられる体性幹細胞(組織幹細胞)も,それぞれの臓器が多種多様な細胞により複雑な構造をとることから同定や分離が困難であり,大多数の固形臓器では体性幹細胞の正確な同定まで至っていない.
そんな中でもより効率的な臓器再生が模索されており,動物の体内でヒトの臓器を作成する試みやscaffoldに細胞を注入し臓器構築を促す試みなどが行われている.
この再生医学の中で最もイメージしやすい臨床応用は,さまざまな疾患や機能の低下により臓器の置換が必要である場合であり,生命維持器官に対する再生医療を目指した再生医学が最も注目され発展する傾向にあるが,種の保存にとって不可欠な卵巣や子宮といった生殖器官の再生も無視できない重要な領域である.実際に,卵子や精子といった生殖細胞の幹細胞学・再生医学はここ数年で劇的に進展している.
本稿では,子宮の再生に焦点を当てて概説する.
再生医学とは,臓器や組織の人工的な再生を図る学問であり,近年,再生医学は幹細胞学とともに目覚ましい発展を遂げている.自己複製能と多分化能をもつ細胞と定義される幹細胞は,生体内において発生・再生・創傷治癒を担うと考えられ,臓器や組織の再生を図るにはこの幹細胞を使用する方法が最も理にかなっている.生体内のすべての細胞への分化能をもつ未分化性の高い胚性幹細胞(ES細胞)や人工多能性幹細胞(iPS細胞)は,一見使い勝手がよさそうだが,腫瘍化への配慮や,胚細胞から分化細胞へ至るまでの分化誘導を再現する必要があり容易ではない.また,成人の各組織に存在し組織内の細胞への分化が可能と考えられる体性幹細胞(組織幹細胞)も,それぞれの臓器が多種多様な細胞により複雑な構造をとることから同定や分離が困難であり,大多数の固形臓器では体性幹細胞の正確な同定まで至っていない.
そんな中でもより効率的な臓器再生が模索されており,動物の体内でヒトの臓器を作成する試みやscaffoldに細胞を注入し臓器構築を促す試みなどが行われている.
この再生医学の中で最もイメージしやすい臨床応用は,さまざまな疾患や機能の低下により臓器の置換が必要である場合であり,生命維持器官に対する再生医療を目指した再生医学が最も注目され発展する傾向にあるが,種の保存にとって不可欠な卵巣や子宮といった生殖器官の再生も無視できない重要な領域である.実際に,卵子や精子といった生殖細胞の幹細胞学・再生医学はここ数年で劇的に進展している.
本稿では,子宮の再生に焦点を当てて概説する.
参考文献
1)Chan RW, et al : Clonogenicity of human endometrial epithelial and stromal cells. Biol Reprod 70 : 1738─1750, 2004
2)Masuda H, et al : Noninvasive and real-time assessment of reconstructed functional human endometrium in NOD/SCID/gamma c(null)immunodeficient mice. Proc Natl Acad Sci U S A 104 : 1925─1930, 2007
3)Schwab KE, et al : Co-expression of two perivascular cell markers isolates mesenchymal stem-like cells from human endometrium. Hum Reprod 22 : 2903─2911, 2007
4)Masuda H, et al : A novel marker of human endometrial mesenchymal stem-like cells. Cell Transplant 21 : 2201─2214, 2012
5)Tanaka M, et al : Evidence of the monoclonal composition of human endometrial epithelial glands and mosaic pattern of clonal distribution in luminal epithelium. Am J Pathol 163 : 295─301, 2003
6)Kim JY, et al : Counting human somatic cell replications : methylation mirrors endometrial stem cell divisions. Proc Natl Acad Sci U S A 102 : 17739─17744, 2005
7)Huang CC, et al : Stromal-to-epithelial transition during postpartum endometrial regeneration. PLoS One 7 : e44285, 2012
8)Valentijn AJ, et al : SSEA-1 isolates human endometrial basal glandular epithelial cells : phenotypic and functional characterization and implications in the pathogenesis of endometriosis. Hum Reprod 28 : 2695─2708, 2013
9)Nguyen HPT, et al : N-cadherin identifies human endometrial epithelial progenitor cells by in vitro stem cell assays. Hum Reprod 32 : 2254─2268, 2017
10)Goodell MA, et al : Isolation and functional properties of murine hematopoietic stem cells that are replicating in vivo. J Exp Med 183 : 1797─1806, 1996
11)Masuda H, et al : Stem cell-like properties of the endometrial side population : implication in endometrial regeneration. PLoS One 5 : e10387, 2010
12)Kato K, et al : Characterization of side-population cells in human normal endometrium. Hum Reprod 22 : 1214─1223, 2007
13)Tsuji S, et al : Side population cells contribute to the genesis of human endometrium. Fertil Steril 90(4 Suppl) : 1528─1537, 2008
14)Cervello I, et al : Human endometrial side population cells exhibit genotypic, phenotypic and functional features of somatic stem cells. PLoS One 5 : e10964, 2010
15)Taylor HS. Endometrial cells derived from donor stem cells in bone marrow transplant recipients. Jama 292 : 81─85, 2004
16)Ono M, et al : Side population in human uterine myometrium displays phenotypic and functional characteristics of myometrial stem cells. Proc Natl Acad Sci U S A 104 : 18700─18705, 2007
17)Ono M, et al : CD34 and CD49f Double-Positive and Lineage Marker-Negative Cells Isolated from Human Myometrium Exhibit Stem Cell-Like Properties Involved in Pregnancy-Induced Uterine Remodeling. Biol Reprod 93 : 37, 2015
18)Mas A, et al : Stro-1/CD44 as putative human myometrial and fibroid stem cell markers. Fertil Steril 104 : 225─234 e223, 2015
19)Yin P, et al : Human uterine leiomyoma stem/progenitor cells expressing CD34 and CD49b initiate tumors in vivo. J Clin Endocrinol Metab 100 : E601─606, 2015
20)Jonkman MF, et al : Segmental uterine horn replacement in the rat using a biodegradable microporous synthetic tube. Artif Organs 10 : 475─480, 1986
21)Taveau JW, et al : Regeneration of uterine horn using porcine small intestinal submucosa grafts in rabbits. J Invest Surg 17 : 81─92, 2004
22)Li X, et al : Regeneration of uterine horns in rats by collagen scaffolds loaded with collagen-binding human basic fibroblast growth factor. Biomaterials 32 : 8172─8181, 2011
23)Ding L, et al : Transplantation of bone marrow mesenchymal stem cells on collagen scaffolds for the functional regeneration of injured rat uterus. Biomaterials 35 : 4888─4900, 2014
24)Santoso EG, et al : Application of detergents or high hydrostatic pressure as decellularization processes in uterine tissues and their subsequent effects on in vivo uterine regeneration in murine models. PLoS One 9 : e103201, 2014
25)Miyazaki K, et al : Partial regeneration and reconstruction of the rat uterus through recellularization of a decellularized uterine matrix. Biomaterials 35 : 8791─8800, 2014
26)Santamaria X, et al : Autologous cell therapy with CD133+bone marrow-derived stem cells for refractory Asherman's syndrome and endometrial atrophy : a pilot cohort study. Hum Reprod 31 : 1087─1096, 2016
27)Tan J, et al : Autologous menstrual blood-derived stromal cells transplantation for severe Asherman's syndrome. Hum Reprod 31 : 2723─2729, 2016
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