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重度の火傷、床ずれ、または糖尿病などの慢性疾患を患っている人々は、皮膚の多層に広がることがある皮膚潰瘍として知られる創傷を発症する危険があります。
非常に痛みを伴うことは別として、これらの傷は深刻な、時には致命的な、感染症や切断を引き起こす可能性があります。典型的には、これらの潰瘍は創傷を覆うために既存の皮膚を外科的に移植することによって治療される。しかしながら、潰瘍が特に大きい場合、十分な皮膚を移植することは困難であり得る。そのような場合、研究者は患者から皮膚幹細胞を分離し、それらを実験室で増殖させ、そしてそれらを患者に移植し直すことができる。しかし、この手順は時間がかかり、患者にとって危険であり、そして必ずしも効果的ではない。
糖尿病の劇的な増加率だけでも、皮膚潰瘍の治療のための新しい効果的な方法を開発することが緊急に必要であることが強調されています。
Salk Instituteの私の研究室は、再生医療を目的として、あるタイプから別のタイプに細胞を「再プログラム」するための幹細胞ベースのアプローチの開発に焦点を当てています。
ジャーナルの報道に 自然 我々は、創傷細胞を幹細胞様状態に再プログラミングすることによって、開放創に天然に存在する細胞を新しい皮膚細胞に直接変換する新しい技術を記載している。異なる細胞型に発達する。
私の研究室で、整形手術のバックグラウンドを持つ栗田正和博士は、創傷治癒における重要なステップは、基底角化細胞と呼ばれる幹細胞様細胞の近くの損傷していない皮膚から創傷への移行であることを知っていました。
基底ケラチノサイトは、さまざまな種類の皮膚細胞の前駆体です。しかし、皮膚の潰瘍のような大きくて重い傷はもはや基底ケラチノサイトを持っていません。さらに、これらの創傷が治癒するにつれて、この領域で増殖する細胞 - 間葉系細胞として知られる - は主に創傷の閉鎖および炎症に関与するが、それらは健康な皮膚を再構築することはできない。
私たちは、これらの間葉系細胞を体外に出すことなく、基底ケラチノサイトに変換したいと考えました。
そのために、間葉系細胞とケラチノサイトという2つの細胞型内の異なるタンパク質のレベルを比較して、それらを区別している細胞型を別の細胞型に再プログラムするために何を変更する必要があるかを調べました。
我々は、基底ケラチノサイトの細胞同定を決定し維持することに潜在的に関与する55のタンパク質を同定し、それらを「初期化因子」と呼ぶ。我々は、各潜在的初期化因子についてさらに実験を行い、ペトリ皿においてインビトロで間葉系細胞を基底ケラチノサイトに変換する4つの因子にリストを絞り込んだ。これらのケラチノサイトは、その後、健康な新しい皮膚に存在するすべての細胞を形成しました。
次に、マウスの皮膚潰瘍を治療するためにこれら4つの要素の力をテストしました。これら4つの要素を含む局所用の解決策を潰瘍に直接塗布してからわずか18日後に、治癒が起こるのを見ました。これらの4つの因子は、創傷中の間葉系細胞をケラチノサイトに再プログラムし、それがその後健康な皮膚を構成する多くの細胞型に成長し、痛みを閉じ、そして治癒しました。これらの細胞は成長し続け、大きな潰瘍でさえ周囲の皮膚に加わりました。 3ヵ月後と6ヵ月後にマウスを調べたところ、新しく生成された細胞が健康な皮膚のように機能することがわかりました。げっ歯類の皮膚は人間の皮膚とは異なる治癒をするので、目に見える瘢痕組織はありませんでした。
このアプローチの安全性を確保するには、特に長期にわたってさらなる作業が必要ですが、この概念の初期テストとして、結果は非常に有望です。
我々のアプローチが、個々の細胞型だけではなく、皮膚のような三次元組織全体のインビボ再生のための原理の初期証明を表すことは楽観的である。創傷治癒に加えて、我々のアプローチは皮膚の損傷を修復し、加齢の影響に対抗し、そして我々が皮膚癌をよりよく理解するのを助けるのに役立つかもしれない。
この記事は、もともとJuan Carlos Izpisua BelmonteによるThe Conversationに掲載されました。ここで元の記事を読んでください。