6型コラーゲンを補う細胞移植がウルリッヒ型先天性筋ジストロフィーモデルマウスの病態を改善する

UCMDは生まれたときから筋力が低下し、徐々に筋萎縮が進行していく疾患で、現在のところ効果的な治療法は見つかっていません。また、UCMDの患者さんでは、筋線維を組織と結合するために重要な働きをする6型コラーゲンタンパク質が、全身の骨格筋を含む様々な組織で作られないことがわかっています。

これまでに、MSCから分泌される6型コラーゲンタンパク質や他の細胞外マトリックス注1)などの因子が、骨格筋の分化や再生・維持に重要な働きをしていることがわかっていました。しかし、MSCの移植による効果なのか、6型コラーゲンタンパク質の補充による効果なのか、わかっていませんでした。

今回、竹中菜々研究員(CiRA臨床応用研究部門)、櫻井英俊准教授(CiRA同部門)らの研究グループは、ウルリッヒ型先天性筋ジストロフィー(UCMD)のモデルマウスに、細胞移植により6型コラーゲンタンパク質を補うことで、筋肉をより太く成熟させることに成功しました。

間葉系間質細胞(MSC: Mesenchymal stromal cells)注2)は6型コラーゲンタンパク質をはじめ、各種因子を分泌することで、骨格筋を維持する機能をもっています。6型コラーゲン遺伝子に変異が生じると、UCMDの原因となります。これまで、UCMDの患者さんから採取した細胞やモデルマウスから、骨格筋の再生不全が報告されていました。しかし、6型コラーゲンタンパク質の有無がどのように症状に影響をあたえているのか、ほとんど知られていませんでした。

研究グループは、免疫不全UCMDモデルマウス(Col6a1KO)の筋肉内にMSCを移植したところ、少なくとも12週間生着することができました。さらに6型コラーゲンを産生するMSCを移植すると、細胞が生着し、6型コラーゲンが補充された部位でのみ筋再生や成熟が進みました。UCMDモデルマウスから分離した骨格筋サテライト細胞注3)は、6型コラーゲンを産生するMSCと共培養することで、増殖能力と、骨格筋への分化・成熟能力が改善しました。

これらの結果から、6型コラーゲンを補うことが、筋肉再生や成熟を向上させたことを示しています。

この研究成果は2021年8月9日に「Stem Cell Research & Therapy」で公開されました。

詳しい研究の内容はCiRAホームページをご参照ください。

https://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/pressrelease/news/210824-110000.html

注1) 細胞外マトリックス
細胞間の隙間を埋める生体高分子(コラーゲンやプロテオグリカンなど)の集合体。骨・軟骨、歯、皮膚などに多く含まれ、組織を支えてメカニカル(クッション・伸び縮みなど)な機能を果たしている。

注2) 間葉系間質細胞(MSC: Mesenchymal stromal cells)
骨・脂肪・軟骨などへと分化する能力をもつ幹細胞の一種。体内にもともと存在している。

注3) サテライト細胞
骨格筋系幹細胞のうち、生体内で筋線維の外側に張り付いている成人型の細胞。この細胞が分裂して筋肉の修復や増強を行っている。