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幹細胞エクソソーム

幹細胞エクソソームとは

幹細胞の内外には「エクソソーム（exosome）」と呼ばれる微小な小胞があります。エクソソームは1983年に発見され、生命科学の分野で研究が進められてきました。これにより、さまざまな生理機能や病気の発症との関連が示されています。すでに医療分野では、体液を利用した新しい診断方法に応用されており、今後は再生医療への活用も期待されています。

幹細胞エクソソーム

幹細胞エクソソームの仕組み

幹細胞の内外には「エクソソーム（exosome）」と呼ばれる微小な小胞があります。エクソソームは1983年に発見され、生命科学の分野で研究が進められてきました。1996年には、エクソソームが他の細胞に物質を輸送する機能を持つことが発見され、さらに2007年には、エクソソームの中に大量の遺伝子複写情報（以下 マイクロRNA）が含まれていることが明らかになりました。このマイクロRNAには重要な情報が含まれており、この情報が幹細胞の効果の鍵であると考えられています。また、エクソソームは細胞間の情報伝達、メッセージツールとして機能しています。

UCサンディエゴ大学の研究では、「幹細胞は脱核しても同様の薬理効果を示す」と報告されており、これは幹細胞の薬理作用の本質がエクソソームなどの細胞外小胞（EV）にあることを示唆しています。さらに、エクソソームは細胞由来の自然なものであり、すでに人体内に多く存在しているため、副作用が少ないとされています。これにより、細胞治療と比較してエクソソームの優位性が認識されつつあります。すでに医療分野では、体液を利用した新しい診断方法に応用されており、今後は再生医療への活用も期待されています。

MSCエクソソーム治療

最近の研究により、間葉系幹細胞（Mesenchymal Stem Cells；MSC）由来のエクソソームが、
MSCの細胞治療効果のメカニズムにおいて重要な役割を果たしていることが、
多くの論文で示されています[1,2,3,4,5]。

幹細胞治療の利点としては、安全性と有効性におけるリスクが明確であり、
法規制が整備されているため、臨床への道筋が明瞭である点が挙げられます。

MSCエクソソーム治療

エクソソームを幹細胞治療と比べた時のメリットデメリット

メリット

  • エクソソームは細胞の分泌成分を分離精製したものであり、細胞治療のように投与された細胞の局所環境によって治療効果が変動するリスクがありません。

  • 細胞よりもサイズが小さいため、理論的に塞栓が発生する可能性が低いです。

  • 標的組織への移行がスムーズです。

  • 細胞治療に比べて、複数回の投与が可能です。
    エクソソームは定量化が容易であり、粒子数で計測できます。

デメリット

  • 細胞治療に必要な細胞数に比べて、はるかに多くの細胞が必要であること。

  • 品質管理と製造管理がまだ標準化されていないこと。

参考文献

  1. Allan D, Tieu A, Lalu M, Burger D. Mesenchymal stromal cell-derived extracellular vesicles for regenerative therapy and immune modulation: Progress and challenges toward clinical application. Stem Cells Transl Med 2020; 9(1):39-46.
  2. Rohde E, Pachler K, Gimona M. Manufacturing and characterization of extracellular vesicles from umbilical cord-derived mesenchymal stromal cells for clinical testing. Cytotherapy 2019; 21(6):581-592.
  3. Witwer KW, Van Balkom BWM, Bruno S, Choo A, Dominici M, Gimona M, et al. Defining mesenchymal stromal cell (MSC)-derived small extracellular vesicles for therapeutic applications. J Extracell Vesicles 2019; 8(1):1609206
  4. Elahi FM, Farwell DG, Nolta JA, Anderson JD. Preclinical translation of exosomes derived from mesenchymal stem/stromal cells. Stem Cells 2020; 38(1):15-21.
  5. Tsuchiya A, Takeuchi S, Watanabe T, Yoshida T, Nojiri S, Ogawa M, et al. Mesenchymal stem cell therapies for liver cirrhosis: MSCs as “conducting cells” for improvement of liver fibrosis and regeneration. Inflamm Regen 2019; 39:18.

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