幹細胞投与のメカニズム

Modes of MSC-based therapy: cell replacement versus cell ‘empowerment’. When tissue is damaged, inflammation occurs and MSCs are mobilized to the site. Since they have multipotent differentiation potential, the MSCs recruited are believed to differentiate into functional cells to replace damaged cells. However, in response to inflammatory cytokines, MSCs also help prepare the microenvironment by producing immunoregulatory factors that modulate the progression of inflammation. MSCs also produce large amounts of growth factors, which subsequently stimulate endothelial cells, fibroblasts and, most importantly, tissue progenitor cells in situ. The concerted action of these factors and cells facilitates tissue repair through angiogenesis, remodeling of the extracellular matrix (ECM) and the differentiation of tissue progenitor cells. (要約)組織が損傷すると、炎症が起こり、MSCが損傷部位に誘導される。 それらは多分化能を有するので、誘導されたMSCは損傷細胞を置換する機能的細胞に分化すると考えられている。 炎症性サイトカインに応答して、免疫調節因子を産生して微小環境を調製する。 MSCは大量の増殖因子を産生し、血管新生、細胞外マトリックスの再構築および組織前駆細胞の分化による組織修復を促進する。 Plasticity of mesenchymal stem cells in immunomodulation: pathological and therapeutic implications. Ying Wang, Xiaodong Chen, Wei Cao & Yufang Shi, Nature Immunology 15, 1009–1016 (2014) doi:10.1038/ni.3002, 20 October 2014

Effects of transplanted MSCs on diabetic cardiomyopathy. (a) MSCs increase the activity of MMP-2 and decrease the activity of MMP-9 and attenuate cardiac remodeling. (b) MSCs produce VEGF, IGF-1, AM, HGF and stimulate myogenesis and angiogenesis in damaged myocardium. (c) Through differentiation into cardiomyocytes and vascular endothelial cells, MSCs improve myocardial perfusion and myocardium regeneration. Abbreviations: AM, adrenomedullin; HGF, hepatocyte growth factor; IGF-1, insulin-like growth factor-1; MMP, matrix metalloproteinase; MSC, mesenchymal stem cell; VEGF, vascular endothelial growth factor.

Effects of MSCs treatment on diabetic polyneuropathy. Four weeks after intramuscular injection, MSCs settled in the gap between muscle fibers, through production of bFGF and VEGF, induces neovascularization and support regeneration of neural cells that results with improvement of diabetic polyneuropathy. Abbreviations: bFGF, basic fibroblast growth factor; MSC, mesenchymal stem cell; VEGF, vascular endothelial growth factor. Stem Cells. 2011 Jan;29(1):5-10. doi: 10.1002/stem.556.Concise review: Mesenchymal stem cell treatment of the complications of diabetes mellitus. Volarevic V, Arsenijevic N, Lukic ML, Stojkovic M.

幹細胞が損傷部位を自律的に探すホーミング効果

Sagittal (left) and coronal (right) view of fused SPECT/CT images on days 1 (a), 2 (b), and 7 (c) in an animal that demonstrated focal uptake in the anterior midventricular region of the heart. d to f, At the last imaging time point (days 5 to 8), an anterior apical region of MSC uptake (arrow) is shown in 3 representative animals in the coronal view. This more anterior apical distribution was present independent of whether an early focal hot spot was observed (yellow arrowhead, f only). Circulation. 2005 Sep 6;112(10):1451-61. Epub 2005 Aug 29. Dynamic imaging of allogeneic mesenchymal stem cells trafficking to myocardial infarction. Kraitchman DL, Tatsumi M, Gilson WD, Ishimori T, Kedziorek D, Walczak P, Segars WP, Chen HH, Fritzges D, Izbudak I, Young RG, Marcelino M, Pittenger MF, Solaiyappan M, Boston RC, Tsui BM, Wahl RL, Bulte JW.

全身投与された幹細胞の効果発現メカニズム(直接ホーミング作用、内分泌作用、傍分泌作用、免疫作用)

Systemic administration of mesenchymal stem cells can: trigger distal (endocrine) or local (paracrine) effects that include cell mediated actions. 1) Promotion of angiogenesis: vascular endothelial growth factor (VEGF), insulin like growth factor 1 (IGF- 1), monocyte chemoatractant protein 1 (MCP 1), basic fibroblast growth factor (bFGF) and interleukin 6 (IL 6). 2) Stem cell growth and differentiation: stem cell factor (SCF), leukemia inhibitory factor (LIF), macrophage colony stimulating factor (M CSF), stromal derived factor 1 (SDF 1), angiopoietin1 and activin A. 3) Inhibition of fibrosis: hepatocyte growth factor (HGF), bFGF, adrenomedullin (ADM). 4) Inhibition of apoptosis: VEGF, HGF, IGF 1, transforming growth factor (TGF) β , bFGF, granulocyte macrophage colony stimulating factor (GM CSF), activin A and thrombospondin. Immune mediated effects include the following (5 to 8). 5) Suppression of T and B cells: human leukocyte antigen G5 (HLA G5), HGF, inducible nitric oxide synthase (iNOS), indoleamine 2,3 dioxygenase (IDO), prostaglandin E2 (PGE 2), bFGF and TGF β . 6) Induction of regulatory T cells (Treg) differentiation and expansion by TGF β expression. 7) Inhibition of natural killer (NK) cells by secretion of IDO, PGE 2 and TGF β . 8) Inhibition of dendritic cell (DC) maturation by secretion of PGE 2. Figure reproduced from Carrión and Figueroa, Stem Cell Res Ther 2011 May 11;2(3):23. Biol Res. 2012;45(3):269-77.Mesenchymal stem cell treatment for autoimmune diseases: a critical review. Figueroa FE, Carrión F, Villanueva S, Khoury M.

幹細胞の免疫的作用

Red arrow: stimulation; black arrow: suppression; blunt-ended arrow: direct inhibition. Abbreviations: iDC, immature dendritic cell; IL, interleukin; HGF, hepatocyte growth factor; TGF-β, transforming growth factor-β; PGE-2, prostaglandin E2; IDO, indoleamine 2,3-dioxygenase; NO, nitric oxide; PD-L1, programmed death ligand 1; hMSC, human mesenchymal stem cell; Treg, T regulatory; Th, T helper; CTL, cytotoxic T cell; mDC, mature dendritic cell; PD-1, programmed cell death protein 1; PMN, polymorphonuclear leukocyte; NK, NK cell. J Inflamm Res. 2016; 9: 231–240. Activation, homing, and role of the mesenchymal stem cells in the inflammatory environment Lukáš Zachar, Darina Bačenková, and Ján Rosocha

幹細胞の培養

“Characterization of isolated marrow stromal cells. Cells were cultured from marrow after density fractionation and are shown (A) at 48 hours after plating and (B) at 10 days after plating. (C) Flow cytometry shows the enrichment of these cells as they were cultured. Results shown were obtained at days 2, 5, and 14 of culture with antibodies SH2 and SH3, which were raised against surface markers (11). At 14 days, the cells were 95 to 99% homogeneous and were negative for reactivity to antigens CD14, CD34 (Becton-Dickinson), or CD45 (Pharmingen), which are common on cells of the hematopoietic lineages. (D) Homogeneity and reproducibility of the isolation procedure was demonstrated by flow cytometry.” Pittenger, M. F., Mackay, A. M., Beck, S. C., Jaiswal, R. K., Douglas, R., Mosca, J. D., … & Marshak, D. R. (1999). Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. science, 284(5411), 143-147.

幹細胞の臨床応用

Indications Being Addressed using MSCs in Clinical Trials. Data for 352 registered clinical trials. Stem Cell Therapies in Clinical Trials: Progress and Challenges. Trounson, Alan et al. Cell Stem Cell , Volume 17 , Issue 1 , 11 – 22

幹細胞投与の安全性

Mesenchymal stromal cells (MSCs, “adult stem cells”) have been widely used experimentally in a variety of clinical contexts. There is interest in using these cells in critical illness, however, the safety profile of these cells is not well known. We thus conducted a systematic review of clinical trials that examined the use MSCs to evaluate their safety. Based on the current clinical trials, MSC therapy appears safe. However, further larger scale controlled clinical trials with rigorous reporting of adverse events are required to further define the safety profile of MSCs. (要約)間葉系幹細胞(MSC)は、様々な臨床的状況において実験的に広く使用されているが、MSCの安全性を評価するためのMSC臨床試験の系統的レビューを行った。 その結果、現在の臨床試験に基づいてMSC療法は安全と思われるが、更に大規模な研究が望まれる。 PLoS One. 2012;7(10):e47559. doi: 10.1371/journal.pone.0047559. Epub 2012 Oct 25. Safety of cell therapy with mesenchymal stromal cells (SafeCell): a systematic review and meta-analysis of clinical trials. Lalu MM, McIntyre L, Pugliese C, Fergusson D, Winston BW, Marshall JC, Granton J, Stewart DJ; Canadian Critical Care Trials Group.

当院の医師、培養士紹介

医師 松岡孝明
2003年 慶應義塾大学医学部卒業 慶應義塾大学病院麻酔科 2004年 警友会けいゆう病院麻酔科 2005年 医療法人湘美会に参画 2009年 医療法人湘美会 総括副院長 歴任 2013年 表参道へレネクリニック開業 所属学会等 ・ハーバード大学医学部 PGA所属 ・アメリカ心臓協会 ACLSプロバイダー ・北京大学エグゼクティブMBA ・日本美容外科学会 専門医 ・厚生労働省認定 麻酔科標榜医 ・日本麻酔科学会 麻酔科認定医
医師 外崎登一
旭川医科大学 卒業 2008年 4月 昭和大学 形成外科入局 2010年 1月 千葉県救急医療センター 形成外科 2014年 4月 コムロ美容外科 東京院院長 2015年 1月 大手美容外科皮膚科クリニック 院長 2015年 10月 表参道ヘレネクリニック 資格・学会 ・日本形成外科学会 専門医 ・日本美容外科学会(JSAPS)正会員 ・日本美容外科学会(JSAS)正会員 ・創傷外科学会
医師 伊沢博美
2003年 獨協医科大学卒業 2011年 順天堂大学大学院卒業 医療法人進興会、セレンクリニック東京、日本医科大学健診医療センター他 資格等・学会 ・医学博士 ・放射線治療専門医 日本がん治療認定医 ・PET核医学認定医 日本医師会認定産業医 ・サーマクール認定医 日本放射線学会 ・日本放射線腫瘍学会 ・日本核医学学会 ・日本東洋医学会 ・日本内科学会 ・ASTRO米国放射線腫瘍学会
小沢克也
1995年 理化学研究所研究員(糖脂質研究) 2003年 明治薬科大学研究員(糖尿病・造血幹細胞の研究) 2012年 東京大学附属病院医科学研究所ステムセルバンク技術員(iPS細胞・ES細胞の研究)
葛西大地
2014年 東京農工大学 卒業 2016年 Keele University School of Medicine M.sc. Cell and Tissue Engineering 卒業

治療の流れ

初診: 気になる症状や健康状態を問診します
細胞採取: 採血と皮膚脂肪細胞採取を(耳の裏の皮膚3mm)行います。所要時間10分ほど
幹細胞培養: 細胞ラボで幹細胞を培養します
後日、幹細胞注入: 気になる部分に直接注入や静脈注射で全身投与します。所要時間30分ほど

安全性・保管方法

細菌検査・ウイルス検査を行い、 安全性を確認しています。さらに、表面抗体マーカーを計測する事で幹細胞セル数も算定しています。
マイナス 196℃の液体窒素の入った専用タンクに保管します。これにより長期保管が可能です。
当院で取扱う幹細胞は、採取基準、保存管理基準、衛生管理基準、品質管理基準に基づき、 かつ医師がを行い、細菌検査等のチェックを行っております。
当院では当初より一貫して非動物性培養培地(アニマルフリー)を使用しています。
日本では、実施施設・再生治療は再生医療法に基づいた、厳しいチェックがあります。 当院では間葉系幹細胞治療に必要な治療計画を提出し厚労省に受理されています。 ・再生医療実施施設の認定 ・再生医療等提供計画(間葉系幹細胞の静脈投与) ・再生医療等提供計画(間葉系幹細胞の皮下投与) ・再生医療等提供計画(間葉系幹細胞の外用投与) ・再生医療等提供計画(間葉系幹細胞の膝関節内投与) ・再生医療等提供計画(毛包幹細胞の皮下投与) ・再生医療等提供計画(NK細胞の静脈投与)
採取直後組織の写真です。
細胞数をカウントするセルカウンターという検査機器を使用して、細胞数を計測しています。
幹細胞注入:気になる部分に直接注入や静脈注射で全身投与します。所要時間30分ほど
細胞採取:採血と皮膚脂肪細胞採取を(耳の裏の皮膚3mm)行います。所要時間10分ほど
培養期間を経て、増殖した幹細胞です。