公開日：2023年 | 最終更新日：2026年5月

ヒト間葉系幹細胞（HMSC）

1. 間葉系幹細胞の一般的な特性

本節では、間葉系幹細胞の一般的な特性について論じる。これには以下が含まれる：

• 多能性

  MSCは多能性幹細胞である。これらは複数の細胞タイプへ分化できる能力を有しており、再生医療における貴重な研究ツールとなっている。

• 自己複製能

  他の幹細胞と同様に、間葉系幹細胞は自己複製能を有しており、これにより長期間にわたり安定した幹細胞源を維持することができます。

• 免疫調節能

  MSCは免疫調節作用を発揮するため、様々な自己免疫疾患の治療に用いられています。

• 免疫原性

  一般的に、MSCは免疫原性が低いため、移植時の免疫拒絶反応のリスクが低くなります。ただし、その程度は種類によって異なる場合があります。

• 入手可能性とアクセス性

  MSCは骨髄、脂肪組織、臍帯組織など様々な組織から分離できるため、研究や治療用途に容易に入手可能です。

2. 間葉系幹細胞の培養情報

間葉系幹細胞の培養を効果的に管理・操作するためには、以下のMSC培養情報を包括的に理解することが不可欠です。この知識は単に作業を容易にするだけでなく、研究の進展を加速させるでしょう。

間葉系幹細胞培養の要点

倍加時間：

増殖倍加時間はMSCの種類によって異なります。15.8時間から41.9時間の範囲に及ぶことがあります[2]。

付着培養か浮遊培養か：

間葉系幹細胞は接着性です。

播種密度：

MSCに推奨される細胞播種密度は、1～3 × 10^⁴ 細胞/cm^²の範囲に保たれる。播種にあたっては、細胞を1×PBS（リン酸緩衝生理食塩水）で洗浄し、室温で約10分間アキュターゼ（継代用溶液）と共にインキュベートする。 細胞の剥離後、培地を加え、細胞を遠心分離する。その後、細胞ペレットを慎重に再懸濁し、新鮮な培養培地を入れた新しい培養フラスコに細胞を分注する。

増殖培地：

0.1 ng/mlのbFGF（塩基性線維芽細胞増殖因子）、2.0 mMの安定型グルタミン、 リボヌクレオシド、デオキシリボヌクレオシド、1.0 mM ピルビン酸ナトリウム、および 2.2 g/L NaHCO3 を含む Alpha MEM 培地を、間葉系幹細胞の培養に使用する。培地は 2～3 日ごとに交換する必要がある。 

培養条件：

間葉系幹細胞の培養は、37℃、CO₂濃度5%の加湿インキュベーター内で行います。

保存：

間葉系幹細胞は、長期保存のために液体窒素の気相中、または-150°C以下で保存することができます。

凍結プロセスおよび培地：

間葉系幹細胞の保存には、CM-1またはCM-ACF凍結培地が使用される。一般に、1分あたり1℃の温度低下に抑える緩慢な凍結法が採用される。これにより、細胞の生存率が維持される。

解凍プロセス：

凍結したMSCを、あらかじめ37°Cに設定した水浴に約60秒間、軽く浸します。 その後、新鮮な培養液を加え、細胞を再懸濁させて遠心分離を行います。この工程により、細胞から凍結培地の成分が除去されます。得られた細胞ペレットを成長培地に添加し、細胞を新しいフラスコに移して培養を行います。

バイオセーフティレベル：

間葉系幹細胞の培養の取り扱いおよび維持には、バイオセーフティレベル1の研究室が必要です。

3. 間葉系幹細胞の各種タイプとその主な特徴

間葉系幹細胞には、由来組織に基づく多くの種類がある。本記事のこのセクションでは、3つの主要なMSCタイプについて論じる。

3.1 脂肪由来間葉系幹細胞

• 脂肪由来間葉系幹細胞（AD-MSC）は、脂肪組織から抽出される間葉系幹細胞の一種である。
• これらは脂肪組織に豊富に存在し、脂肪吸引と呼ばれる低侵襲の手術によって比較的容易に抽出することができます。
• 同種移植を行った場合でも、免疫反応を引き起こす可能性は低いです。
• これらの細胞は強力な脂肪形成能を示しており、他の間葉系幹細胞と比較して、脂肪細胞（脂肪細胞）への分化傾向が高いことを意味します。

公開日：2023年 | 最終更新日：2026年5月

臍帯由来間葉系幹細胞

• 臍帯由来幹細胞（UC-MSC）は、臍帯組織から採取されます。
• 臍帯組織は、出産後に幹細胞の抽出が容易に行えます。
• BM-MSCと同様に、臍帯幹細胞も、免疫反応を避けるために移植に際してレシピエントとドナーのHLA適合性が必要となります。
• 神経分化の傾向が強く、神経学的研究において貴重な研究ツールとなっています。

4. 間葉系幹細胞の研究への応用

間葉系幹細胞（MSC）は、その大きな治療的潜在能力から、生物医学研究において広く利用されています。本節では、さまざまな種類のMSCにおける有望な応用例をいくつか紹介します。

• 再生医療研究：間葉系幹細胞は多能性細胞であり、軟骨、骨、筋肉、脂肪細胞など、様々な細胞タイプに分化する可能性を秘めています。そのため、損傷した組織の修復や置換を目的とした再生医療として投与されます。 MSCの再生医療への応用は、主に皮膚、骨、および筋骨格系の損傷において見られます。例えば、2020年にHelena Debiazi Zomerらが行った研究では、脂肪組織由来の間葉系幹細胞（AD-MSC）が、マウスモデルにおいて皮膚創傷の治癒を促進できることが明らかになりました。 これらは血管新生と細胞外マトリックスのリモデリングを刺激し、対照群と比較して正常な健康な皮膚に似た、より質の高い瘢痕形成を促進する[3]。 また、臍帯由来間葉系幹細胞の骨欠損修復特性についても研究により確認されている。これらは、血管新生、破骨細胞分化、および宿主MSCの動員を促進するか、あるいは骨芽細胞様細胞へ分化することで修復効果を発揮する[4]。
• 免疫系疾患／障害：間葉系幹細胞は免疫調節作用を発揮する。これらは免疫応答を調節し、炎症を軽減する傾向がある。そのため、関節リウマチ、多発性硬化症、炎症性腸疾患などの自己免疫疾患の治療に用いられている。 ある研究では、関節リウマチ患者から採取した末梢血T細胞に対する骨髄由来間葉系幹細胞（BM-MSC）の免疫調節効果が検討された。BM-MSCはT細胞に対して抑制効果を発揮し、関節リウマチの病態生理に関与するサイトカインを抑制する[5]。
• 神経学および循環器学の研究：MSCは、神経学および循環器学の研究応用において大きな可能性を秘めている。これらは、パーキンソン病やアルツハイマー病を含むいくつかの神経変性疾患の治療に用いられている。さらに、心血管疾患の治療においても、心イベント後の損傷または障害を受けた心臓組織を修復するため、活用されている。 さらに、MSCは血管新生を促進するため、心血管研究においても有用である。ある研究では、急性心筋梗塞（MI）モデルにおいて、脂肪組織由来および骨髄由来の間葉系幹細胞の治療的潜在能力が検討された。その結果、両方の由来細胞が、心組織の再生および線維化の軽減において同等の有益性を持つことが判明した[6]。 興味深いことに、2022年に実施された研究では、ヒト臍帯由来間葉系幹細胞（UC-MSCs）が、腸内微生物叢の調節を介して、パーキンソン病マウスモデルにおいて神経保護効果を発揮することが明らかになった。このマウスモデルでは、UC-MSCsの鼻腔内移植後に運動機能の改善が認められた[7]。

参考文献

1. Ding, D.C., W.C. Shyu, and S.Z. Lin, 「間葉系幹細胞」. Cell Transplant, 2011. 20(1): p. 5-14.
2. Zhan, X.-S. 他, 異なる犬組織由来の間葉系幹細胞の生物学的特性およびトランスクリプトームプロファイルの比較研究. International journal of molecular sciences, 2019. 20(6): p. 1485.
3. Zomer, H.D. 他, 真皮および脂肪組織由来の間葉系間質細胞は、マクロファージを修復促進型フェノタイプへと分極させ、皮膚創傷治癒を改善する. Cytotherapy, 2020. 22(5): p. 247-260.
4. Kosinski, M. 他, 臍帯由来間葉系幹細胞で支持された骨代用材を用いた骨欠損修復. Stem Cells International, 2020. 2020.
5. Pedrosa, M. 他, 関節リウマチ患者の末梢血T細胞に対するヒト骨髄由来間葉系支持細胞／幹細胞の免疫調節効果. Journal of tissue engineering and regenerative medicine, 2020. 14(1): p. 16-28.
6. Omar, A.M. 他、急性心筋梗塞モデルにおける脂肪組織由来および骨髄由来間葉系幹細胞の治療可能性の比較研究。Oman Med J, 2019. 34(6): p. 534-543.
7. Sun, Z. 他、ヒト臍帯間葉系幹細胞は、腸内微生物の調節を通じてパーキンソン病マウスモデルの運動機能を改善する。Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2022. 9: p. 808905.