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自家末梢血CD34陽性細胞による偽関節治療
著者： 松本知之1 新倉隆宏1 黒坂昌弘1 黒田良祐1
所属機関： 1神戸大学大学院医学系研究科整形外科学
ページ範囲：P.32 - P.35
文献購入ページに移動■はじめに
胚性幹細胞(embryonic stem cells；ES細胞)，人工多能性幹細胞(induced pluripotent stem cell；iPS細胞)の研究により，近年，再生医療の分野は目覚ましい発展を遂げている．一方で，これらのいわゆる万能細胞は倫理面や癌化などの未解決な問題を含み，臨床応用を困難とさせている．その点でより安全に臨床応用の可能な体性幹細胞を主体とした器官形成や組織再生の研究が推し進められてきた．整形外科領域においても現在，骨髄あるいは滑膜由来間葉系幹細胞を用いた骨・軟骨再生が注目され，すでに一部の施設においては臨床応用が実現している．しかし，骨髄採取による侵襲性，細胞培養にかかる手間や手技，また，その効果においては必ずしも満足のいくものではないと考えられる．そこで，より低侵襲でかつ，より効果的な治療が今後展開されるべきであろうと思われる．
一方，整形外科領域に先駆けて血管研究の分野においては，1997年にAsaharaら1)がヒト末梢血血管内皮前駆細胞(endothelial progenitor cell；EPC)を発見して以来，従来の既存血管内皮細胞の再形成(angiogenesis)のほかにEPCからの発生(vasculogenesis)のメカニズムが関与することが明らかとなり，現在では，下肢虚血や虚血性心疾患の血管再生療法として行われるようになってきている8,15)．整形外科領域においても，以前から特に骨再生における血管形成の重要性が指摘されており，血管医学は欠かせない分野であると言える．本稿では骨折治療において大きな可能性を秘めているEPC/末梢血CD34陽性細胞を用いた骨・血管再生療法に関する基礎研究，前臨床試験，「難治性骨折(偽関節)患者を対象とした，自家末梢血CD34陽性細胞を用いた骨・血管再生療法に関する第Ⅰ・Ⅱ相臨床試験」の概要につき概説する．
胚性幹細胞(embryonic stem cells；ES細胞)，人工多能性幹細胞(induced pluripotent stem cell；iPS細胞)の研究により，近年，再生医療の分野は目覚ましい発展を遂げている．一方で，これらのいわゆる万能細胞は倫理面や癌化などの未解決な問題を含み，臨床応用を困難とさせている．その点でより安全に臨床応用の可能な体性幹細胞を主体とした器官形成や組織再生の研究が推し進められてきた．整形外科領域においても現在，骨髄あるいは滑膜由来間葉系幹細胞を用いた骨・軟骨再生が注目され，すでに一部の施設においては臨床応用が実現している．しかし，骨髄採取による侵襲性，細胞培養にかかる手間や手技，また，その効果においては必ずしも満足のいくものではないと考えられる．そこで，より低侵襲でかつ，より効果的な治療が今後展開されるべきであろうと思われる．
一方，整形外科領域に先駆けて血管研究の分野においては，1997年にAsaharaら1)がヒト末梢血血管内皮前駆細胞(endothelial progenitor cell；EPC)を発見して以来，従来の既存血管内皮細胞の再形成(angiogenesis)のほかにEPCからの発生(vasculogenesis)のメカニズムが関与することが明らかとなり，現在では，下肢虚血や虚血性心疾患の血管再生療法として行われるようになってきている8,15)．整形外科領域においても，以前から特に骨再生における血管形成の重要性が指摘されており，血管医学は欠かせない分野であると言える．本稿では骨折治療において大きな可能性を秘めているEPC/末梢血CD34陽性細胞を用いた骨・血管再生療法に関する基礎研究，前臨床試験，「難治性骨折(偽関節)患者を対象とした，自家末梢血CD34陽性細胞を用いた骨・血管再生療法に関する第Ⅰ・Ⅱ相臨床試験」の概要につき概説する．
参考文献
1) Asahara T, Murohara T, Sullivan A, et al:Isolation of putative progenitor endothelial cells for angiogenesis. Science 275 (5302):964-967, 1997
2) Atesok K, Li R, Schemitsch E:Endothelial progenitor cells:a novel cell-based therapy in orthopaedic surgery. J Am Acad Orthop Surg. 20:672-674, 2012
3) Atesok K, Li R, Stewart DJ, et al:Endothelial progenitor cells promote fracture healing in a segmental bone defect model. J Orthop Res 28:1007-1014, 2010
4) Atesok K, Matsumoto T, Karlsson J, et al:An emerging cell-based strategy in orthopaedics:endothelial progenitor cells. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 20:1366-1377, 2012
5) Cetrulo CL Jr, Knox KR, Brown DJ, et al:Stem cells and distraction osteogenesis:endothelial progenitor cells home to the ischemic generate in activation and consolidation. Plast Reconstr Surg 116:1053-1364;discussion 65-67, 2005
6) Fadini GP, Rattazzi M, Matsumoto T, et al:Emerging role of circulating calcifying cells in the bone-vascular axis. Circulation 125:2772-2781, 2012
7) Fukui T, Matsumoto T, Mifune Y, et al:Local transplantation of granulocyte colony-stimulating factor-mobilized human peripheral blood mononuclear cells for unhealing bone fractures. Cell Transplant 21:707-721, 2012
8) Kawamoto A, Katayama M, Handa N, et al:Intramuscular transplantation of G-CSF-mobilized CD34 (＋) cells in patients with critical limb ischemia:a phase I/IIa, multicenter, single-blinded, dose-escalation clinical trial. Stem Cells 27 (11):2857-2864, 2009
9) Kuroda R, Matsumoto T, Miwa M, et al:Local transplantation of G-CSF-mobilized CD34 (＋) cells in a patient with tibial nonunion:a case report. Cell Transplant 20:1491-1496, 2011
cells for patients with femoral and tibial nonunion:Pilot clinical trial. Stem Cells Transl Med 3:128-134, 2014
11) Laing AJ, Dillon JP, Condon ET, et al:A systemic provascular response in bone marrow to musculoskeletal trauma in mice. J Bone Joint Surg Br 89:116-20, 2007
12) Laing AJ, Dillon JP, Condon ET, et al:Mobilization of endothelial precursor cells:systemic vascular response to musculoskeletal trauma. J Orthop Res 25 (1):44-50, 2007
13) Lee DY, Cho TJ, Lee HR, et al:Distraction osteogenesis induces endothelial progenitor cell mobilization without inflammatory response in man. Bone 46:673-679, 2010
14) Li R, Atesok K, Nauth A, et al:Endothelial progenitor cells for fracture healing:a microcomputed tomography and biomechanical analysis. J Orthop Trauma 25:467-471, 2011
15) Losordo DW, Schatz RA, White CJ, et al:Intramyocardial transplantation of autologous CD34＋ stem cells for intractable angina:a phase I/IIa double-blind, randomized controlled trial. Circulation 115:3165-3172, 2007
16) Ma XL, Sun XL, Wan CY, et al:Significance of circulating endothelial progenitor cells in patients with fracture healing process. J Orthop Res 30:1860-1866, 2012
17) Matsumoto T, Kawamoto A, Kuroda R, et al:Therapeutic potential of vasculogenesis and osteogenesis promoted by peripheral blood CD34-positive cells for functional bone healing. Am J Pathol 169:1440-1457, 2006
18) Matsumoto T, Kuroda R, Mifune Y, et al:Circulating endothelial/skeletal progenitor cells for bone regeneration and healing. Bone 43:434-439, 2008
19) Matsumoto T, Mifune Y, Kawamoto A, et al:Fracture induced mobilization and incorporation of bone marrow-derived endothelial progenitor cells for bone healing. J Cell Physiol 215:234-242, 2008
20) Mifune Y, Matsumoto T, Kawamoto A, et al:Local delivery of granulocyte colony stimulating factor-mobilized CD34-positive progenitor cells using bioscaffold for modality of unhealing bone fracture. Stem Cells 26:1395-1405, 2008
21) Rozen N, Bick T, Bajayo A, et al:Transplanted blood-derived endothelial progenitor cells (EPC) enhance bridging of sheep tibia critical size defects. Bone 45:918-924, 2009
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