公募研究概要

多能性幹細胞を用いた新時代移植医療における新しい免疫寛容誘導法の開発

研究代表者：北海道大学遺伝子病制御研究所免疫生物分野　和田 はるか
連携研究者：北海道大学遺伝子病制御研究所免疫生物分野　清野 研一郎

近未来の医療として考えられていた多能性幹細胞を用いた再生医療はもはや現実のものとなってきている。理想的には、患者自身の細胞から作製したiPS細胞から必要な細胞・組織を分化誘導し、移植するという方法であろう。しかしこの場合、脊髄損傷など緊急に細胞移植を要する疾患には適用できない。また、作製したiPS細胞の品質や安全性の確認等には多大な費用と時間を要する。そこで現在、様々な試験を経て安全性を確保したiPS細胞を保管するiPS細胞バンク構想が進んでいる。

iPS細胞バンクでは、様々な種類のHLA型背景をもつiPS細胞をバンク化することで、免疫学的拒絶問題に対する配慮がなされている。しかし実際には、非自己由来の細胞はHLA型を一致させても一卵性双生児でない限り拒絶されるため、免疫抑制剤の使用は避けて通れない。現代の免疫抑制剤は非常に優れているが、個体全体の免疫反応を抑制してしまうため、日和見感染症や新規腫瘍の発生など問題点が多く、移植片特異的免疫抑制法、つまり移植片に対する「免疫寛容」誘導法の開発が強く望まれている。そこで私たちは、多能性幹細胞を用いる新時代移植医療において効果を発揮する免疫制御法の開発を目指し研究を行っている。

これまでに私たちは、マウス多能性幹細胞からFoxp3陽性制御性T細胞やPDL2^＋CD11b^＋CD11c^＋でiNOSを高発現するマクロファージ様免疫抑制性細胞を含む様々な免疫系細胞の誘導が可能であることを示してきた。多能性幹細胞を用いる新時代移植医療を想定し、ES細胞から拍動性心筋様細胞を誘導してアロにあたるマウスに移植するマウスモデルを確立した。このとき誘導心筋と同じES細胞から誘導しておいたマクロファージ様免疫抑制性細胞を並行投与することで、無治療対照群と比べて移植片の生着期間を有意に延長させることに成功した。一方でこれらの方法による免疫制御は非特異的免疫抑制の一面をもつため、今後さらに研究を発展させて「免疫寛容」を人為的に誘導する方法の開発が望まれる。

現時点で実臨床にても有効の見込みのある免疫制御法の一つにレシピエント体内におけるMixed chimerismの確立による方法が挙げられる。本研究では、新時代移植医療における新しい免疫制御法について、多能性幹細胞から誘導した有用細胞を利用してMixed chimerismをレシピエント体内に誘導し、新世代移植医療を受ける患者さんの免疫空間を「望ましい免疫空間」へと積極的に再構築することで、多能性幹細胞由来移植片に対する寛容の誘導を目指したい。

マウスES細胞に加えマウスiPS細胞からもiNOS依存性に免疫抑制能を発揮するマクロファージ様細胞（iPS-SCs）を誘導することに成功した。iPS-SCs投与による免疫制御により、同iPS細胞から誘導した心筋様細胞のアロ移植系における生着期間を延長させることに成功した。さらに、アロ移植片移植を受けたマウス個体においてiPS-SCs治療を施した場合には、アロ移植片反応性の抗体産生が顕著に抑制されていた。これらの結果から、同一の多能性幹細胞から移植片と平行して有用細胞（免疫抑制性細胞）も誘導し、その投与により移植片に対する免疫制御を達成するというコンセプトの有用性が示された。また私たちは、ヒトiPS細胞からも類似の免疫抑制性細胞の誘導に成功した。さらに前臨床研究を意識した検討としてマーモセットＥＳ細胞から、免疫抑制性マクロファージ様細胞を誘導する方法を確立した。当該細胞はマーモセットにおけるアロＴ細胞抑制能を有することをin vitroで確認しており、私たちの提唱するコンセプトを非ヒト霊長類をモデル動物にて検証する基盤を整えた。