New England Journal of Medicineの関連記事を参照してくださいhttp://dx.doi.org/10.1056/NEJMoa1101324
慢性閉塞性肺疾患(COPD)、喘息、肺癌、間質性肺疾患または肺高血圧症を含む慢性肺疾患(CLD)は、, 限られた有効な原因療法だけCLDのためにこれまでに開発されました、そのように、肺移植は末期CLDのほとんどの患者のための長期生存の潜在性の唯一の利用できる治療上のオプションに残ります。 CLDは、遺伝的感受性と環境側面の間のインターフェイスで開発し、病気の肺損傷と失敗した修復メカニズムによって開始され、永続し、最終的に正常な呼吸,
この設定では、繊細な肺構造を維持するために、CLDで失われた常在細胞の制御可能な永久的な再生が非常に望ましい選択肢であろう。 したがって、肺の修復および再生をもたらす可能性のある幹細胞ベースの治療法の選択肢は、胚、胎児および骨髄を含む様々な供給源から生じる常在性および非常在性肺幹細胞のユニークな探索をもたらした(Weiss et al、2011)。, これまで、常在肺前駆細胞は明確にマウス肺で同定されており、主に上皮細胞系列に制限されていた:遠位芽内の上皮前駆細胞は、分岐形成中に同定され Clara細胞、気管支基底細胞および肺胞上皮II型細胞は、出生後に前駆細胞として機能することが記載されている。, 最近,気管支肺胞管接合部の細胞集団は,Clara細胞と肺胞上皮細胞マーカータンパク質を共発現し,”気管支肺胞幹細胞”(Bascs)と名付けられている。 しかし、全体として、これらの推定細胞集団の系統特異性およびその調節は、依然としてとらえどころのない(Rawlins、2008)。,
“…傷害の後で肺修復を引き起こすことができた大人の人間の肺における多能性常駐肺幹細胞の存在のための最初の証拠…”
ニューイングランド医学ジャーナルの月12、2011年号で、Piero Anversaらは今、成人人間の肺における多能性常駐肺幹細胞の存在のための最初の証拠を発表しましたこれらは損傷後に肺修復を誘導することができた(kajsturaら、2011)。, 著者らは、成体ヒト肺において、幹細胞のいくつかの重要な特徴、例えば自己複製能、クローン原性および多能性能等を示す別個の細胞集団を同定した。 研究者らは、細胞表面マーカーc-kitを発現する正常成人ヒト肺から推定幹細胞集団を単離した。 広範なフローサイトメトリー分析は、これらの細胞は、それらの”幹ネス”を裏付ける、造血上皮、内皮または間葉系系列マーカーの様々な発現を欠いていたことを示, 重要なことは、これらの特性は安定にクローナルの拡大の単離された細胞を含む複数の分子を同定できた。
in vivoでのそれらの幹細胞挙動をさらに証明するために、ヒト肺幹細胞(クローンまたは非クローン)を損傷したマウス肺に局所的に注入した。 著者らは、いくつかの細胞が肺内に残っており、幹細胞の表現型を維持していることを実証することができた。 これらの細胞はその後収harvestedされ、第二の損傷した肺に再移植され、それらの自己再生能力を裏付けている。
ああ、あなたが行く場所。, 今回のin vivoで報告された最も興味深い発見は、成体ヒト肺幹細胞が新たに形成された気道構造と血管構造を生じさせ、それによってこれらの幹細胞が保有する複数の系統の可能性を示していることである。 さらに、ヒト肺幹細胞は、複数の系統を取得し、肺胞、細気管支だけでなく、血管に分化することができた、それによって、in vivoでの損傷した肺組織を再構築、厳しくクライオ損傷した肺に適用した後。, ヒト細胞集団は、損傷したマウス肺にc-kit陽性クローンを移植する前にex vivo拡張を受けたことを指摘しなければならないが、非クローン細胞でも同様の結果が記載されている。
これらの肺幹細胞が行く場所の隣に、著者らは肺幹細胞が存在するニッチを調査した。, 興味深いことに、これらのc-kit陽性肺幹細胞は、様々な区画で検出されている:それらは、気管支基底細胞または肺胞上皮細胞の近くにある既知の前駆細胞、ならびに平滑筋細胞または線維芽細胞などの分化した細胞に近接して検出される。 今後の研究では、これらのニッチの特異性、それらの微小環境の特徴、およびこれらの細胞も循環するかどうかに対処する必要がある(Montani et al、2011)。,
Kajsturaらは、ヒト肺における常在幹細胞の起源のための説得力のある証拠を提供しているが、この研究の決定的な結論は、エキサイティングなまだ制限, Kajsturaらは、ヒト化異種移植モデルにおいて、ヒト肺幹細胞が新たに形成された気道構造を生じさせることを実証したが、マウスモデル系における正確な系統追跡実験は、将来的にこれらの常在肺幹細胞のより深い理解を得るために有用であることを証明した。 さらに、これまでの知見は、肺線維症またはCOPDなどのヒトCLDをより密接に模倣する動物モデルへのヒト肺幹細胞の治療適用から明らかに利益を得, 最後に、得られた肺幹細胞多能性の結果がヒトCLDに翻訳できるかどうかは不明のままである。 もしそうなら、肺幹細胞による細胞置換および再生を促進する基礎となる分子メカニズムはまだ未定義であり、将来の研究のためのさらなる疑問まず、同様の幹細胞特性を示す心臓幹細胞も造血幹細胞も肺損傷を修復できなかったという知見は、注意を必要とする。, 私たちは、c-kit陽性が上記のすべての製剤の幹性を定義するという知識を残しているが、我々は負の選択に使用されるマーカー(すなわち、これらの細胞が発現しないマーカー)の明確な画像を持っているが、我々はこれらの細胞が特定の器官のみを修復するためにコミットされている理由についての非常に限られた知識を持っている。 どのような細胞が互いに異なり、特定の器官のみを修復するために選択的になるのですか?, ここでは、細胞遺伝子型/表現型およびそれぞれの器官における細胞および非細胞微小環境との相互作用のさらなる詳細な分析は、さらにこの依存性を理解するために最も興味深いものである。
第二に、Kajsturaらは、非常在性幹細胞よりもいくつかの利点を示す常在性肺幹細胞を同定した。 特に、ヒト胚由来の細胞または成体体細胞から再プログラムされた細胞の使用は、倫理的懸念を提起し、より高い腫瘍原性の可能性を示す可能性があ, さらに、造血幹細胞、間葉系幹細胞、内皮前駆細胞などの骨髄または末梢血由来の細胞は、自己移植および免疫原性の欠如の利点を有するが、主にex vivo拡張を必要とするか、または適切な細胞集団の供給において制限される。 したがって、常在性成人肺幹細胞は、非常在性幹細胞と比較して、細胞置換療法のための外因性および内因性のin vivo分化の有望な能力を有する肺特異的一致した幹細胞を提供する可能性を有する可能性がある。,
“これらの知見は、さらなる研究のための刺激的なフィールドを明示します。”
結論として、Kajsturaらは、常在ヒト成体肺幹細胞の存在を説得力のある報告し、これらが肺における再生医療の潜在的な源であることを報告した(図1)。 これらの結果はマニフェストの分野であり、さらなる調査, 明らかに、これらの細胞集団またはその機能がCLDで変更されているかどうか、そしてこれらの細胞が数、マーカーまたは位置の点で異なる疾患でどのよう これらの細胞が損傷した肺組織を修復または再生することができる場合、なぜこれはCLDにおいて内生的に起こらないのか、または非常に限られた 成人の罹患した肺の内因性修復および再生プロセスを誘導するために可能なニッチを活性化するためには、どの刺激が必要であるか?, この時点では、これらの細胞が見つからない場所に向かうかどうかもわかりません。 Kajsturaらの幹細胞集団がCLDの開始および進行に関与しているかどうかを明らかにするためには、さらなる研究が明らかに必要である。 さらに、不適切な回復機構、不適切な末端分化または肺幹細胞のアポトーシスがCLDの病理の理由である可能性がある。
CLDの進行および治療におけるヒト肺幹細胞。, 多能性常駐肺幹細胞(緑色)は、様々な区画に由来し、いくつかのCLDの進行に寄与する可能性がある。 一方、成人ヒト肺幹細胞は、異なる治療選択肢を利用するために使用することができる。肺前駆細胞は癌の発生に関与することが示唆されており、そのため、癌幹細胞は常在性肺幹細胞に由来し、それによって肺癌形成を促進すると主張することは合理的である(Giangreco et al,2007)。 明らかに、これらの細胞の複雑さをより詳細に理解する必要があります。, この線に沿って、以前に考えられていた完全に分化した常在肺細胞(上皮、内皮、および間葉系細胞集団)の細胞可塑性に関する累積的証拠は、CLDにおける動的細胞–細胞および細胞–マトリックス相互作用を強調している(Königshoff et al、2009)。 上皮から間葉への移行などの細胞表現型と機能の劇的な変化は、CLDで実証されており、確かに可能な常駐肺幹細胞の恒常性と活性に影響を与えます。,
ヒト肺生検から採取することができるこれらの細胞の可用性と潜在的な単離を考えると、成人ヒト肺幹細胞は、ex vivoで設計され、患者の肺に再移植され、真に個別化医療への希望を与えることができます。 さらに、肺特異的常在性幹細胞は、損傷した肺組織の内因性再生を改善するために、それらのin vivoでの分化および増殖を刺激する可能性を提供する。 これらの幹細胞は、肺の異なる損傷領域において治療用分子を発現するための送達システムとして役立つ可能性がある。, 疾患の開始および進行において重要な機能を提供する、損傷細胞、脱分化細胞または悪性細胞の細胞特異的標的化は、さらなる治療選択肢を提供す
CLDの壊滅的なコースに照らして、病気の人間の肺を再構築する(それほど何もしない)という目標は野心的ですが、不可欠でもあります。 常在するヒト肺幹細胞の存在は、新しい可能性と疑問を開き、その答えは、CLDに苦しんでいる患者のために多くの必要な新しい治療オプションを提供するために私たちを近づけるでしょう。
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