骨格筋の再生医療に新展開！ ―培養筋芽細胞の移植による筋量増加を実証―

3.   骨格筋重量を約10%増加させることに成功し、運動が困難な患者や高齢者に対する即効性のある治療法の可能性を示した。

4.   ECM内の因子を解析し、ヒトへの応用を目指したさらなる研究が進行中である。

 

３．研究の背景

　加齢や運動不足による骨格筋の萎縮は、身体機能の低下や疾病への抵抗力の減少を引き起こし、生活の質を著しく損ないます。特に、高齢者や筋萎縮が進行した方にとって、筋力トレーニングのような負荷の高い運動を行うことは現実的に難しい場合が多いです。そのため、骨格筋の萎縮を予防・治療する革新的な方法の確立が求められています。

　骨格筋再生医療は、筋幹細胞（筋肉を形成する未熟な細胞）を培養して筋組織に移植することで筋量を増加させるアプローチとして注目されています（図1）。しかしながら、これまでの研究では、筋ジストロフィー症など筋線維が損傷している場合には筋幹細胞の移植の有効性が示される一方で、加齢による筋萎縮のように筋線維が健全な場合（筋線維がやせ細っているのみ）では細胞が生着しないという問題がありました。さらに、筋幹細胞は高い生着能力を備えている一方、シャーレで培養すると筋芽細胞に分化し、組織への生着力を失うという課題がありました。骨格筋は全身の約40%を占める大きな組織であるため、筋幹細胞ではなく筋芽細胞として大量に増殖させて移植させることが理想ですが、その解決策は長らく不明でした。本研究では、これらの課題に対する新しい解決策として、細胞外基質（ECM）を活用する可能性を探りました。

【画像：https://kyodonewsprwire.jp/img/202501102731-O3-Kh8E4op3】

 

４．研究の詳細

　生体内の細胞は、その周囲を細胞外基質（ECM）とよばれる「足場」構造で囲められており、このECMは細胞の生存や機能に重要な役割を果たしています。一般的に、培養実験では筋芽細胞をシャーレで培養する際に、その表面をECMでコーティングすることで細胞の増殖や分化を可能にしています。本研究では、このECMを細胞移植に応用し、筋組織への細胞の生着を促進できるかを検証しました。

　まず、通常は生理食塩水に懸濁(けんだく)（注4）して移植する細胞に、ECM溶液をさらに加えて移植し、その生着量を評価しました。具体的には、緑色蛍光タンパク質（GFP）（注5）を発現するマウスから採取した筋芽細胞（ドナー細胞）を野生型マウス（GFPを持たない）の下肢筋に移植しました。３週間後に筋組織内のGFP陽性細胞を定量したところ、筋線維を事前に損傷させる処理を行わなくても細胞が生着することを確認しました（図2）。一方で、筋組織を薬理的に損傷させた場合には、ECMの効果が減弱していました。