ラットの足を「ゼロから再生」することに成功:米MGH再生医療チーム

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マサチューセッツ総合病院の研究チームが、ある程度の機能をもつラットの前足を再生することに成功した。次の目標は、霊長類の四肢を再生することだという。

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ラットの前足が、研究室で再生された。成功したのは、マサチューセッツ総合病院(MGH)の、再生医療を専門とする科学者と外科医のチームだ。この先駆的な研究には、小型の人工臓器をつくるためによく用いられる脱細胞と呼ばれる手法が用いられている。

腎臓や肝臓、肺の再生については、すでに成功事例がある。0.5mm x 4mmサイズの「肝臓」ができた例のほか、ラットへの移植後も問題なく血液をろ過して尿をつくれる腎臓が作成されたケースもある。

ラットの前足を再生した今回の研究と同様、そうした研究はいずれも、移植に代わる優れた代替手法を開発するという長期的な目標のもとに行われている。移植は拒絶反応などのリスクがあるからだ。

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今回の前足再生を成功させたチームの中心人物は、2013年に行われたラットの腎臓再生実験(日本語版記事)を率いたハラルド・オット博士。彼が2008年に完成させた技術によって、ラットの前足の再生は成功したという。まずは洗浄溶液を用いて、もとになる器官からすべての細胞を取り除く。ただ膜の土台となる部分はそのまま残されるので、細胞除去後の器官に前駆細胞を注入すれば、再生を促すことができるという。

これまでの臓器再生実験では、腎臓や肝臓で機能する前駆細胞が必要だったが、今回の研究では、足をゼロからつくり出すために必要な細胞に目が向けられた。特に重要なのが、筋肉や血管の前駆細胞だ。

今回の前足のケースでは、死んだラットの足から細胞を除去し、土台となる細胞外基質(マトリックス)をつくった。1週間かけて細胞を完全に分離および除去すると、あとには腱や血管などのコラーゲン構造が残される。細胞を除去している間に、筋肉と血管の前駆細胞を培養。前足の準備と前処理ができたら、内皮細胞を血管部分に、筋肉細胞を土台の本体にあたる部分に注入する。

2週間後、生物学的には「ある程度まで」という条件がつくものの、世界初となる再生されたラットの前足ができあがった。新しくできた筋肉に電気刺激を与えると、ラットの新生児の約80%に相当する力で筋肉が収縮し、関節が曲がって足の指がぎゅっと縮まった(文末の動画)。また再生した足を健康なラットに移植したところ、新しくできた血管系が血液で満たされ、血液が循環した。

オット博士の次の目標は、ヒヒの四肢再生を行うことだという。

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