幹細胞培養上清液とは｜再生医療なら大阪市の福永記念診療所

幹細胞を用いた再生医療に新たな方法があります。「培養上清」とは、人体に存在する幹細胞を培養液によって培養することで、幹細胞から分泌されるペプチド（※）成分のことです。

• ※ペプチド＝2個以上のアミノ酸分子が、一方のアミノ基と他方のカルボキシル基とから1分子の水がとれて結合した化合物。

幹細胞培養上清液の中には、幹細胞から分泌された情報伝達物質である約800種類以上のタンパク質「サイトカイン（成長分子）」が存在しています。老化などが原因で衰えた細胞を回復させるためのサポート役として、美容や健康にいろんな効果をもたらしてくれます。
サイトカインはダメージを受けた体内の組織や臓器にある細胞の機能を回復し、細胞を活性化させます。炎症の回復や臓器・脳・脊髄・神経・血管の再生、美容改善、アンチエイジング、毛髪再生などの効果があります。

幹細胞培養上清液とは

幹細胞培養上清液、見るからに難しそうな名前ですね。
サイトカインカクテルとも呼ばれるこの液体は、未来の治療法といえる再生医療を、身近なものにしてくれるかもしれません。
どのように作られる液体なのか、どのような効果が期待でき、どのような治療に使用されるのか。
基本的なことから解説していきます。

幹細胞を使用した再生医療（幹細胞治療）

幹細胞とは、成熟した人の細胞になる前の、未熟な（未分化な）細胞のことを指します。
自分と同じ能力をもった細胞に分裂することができ（自己複製能）、さまざまな細胞に成長することができる（分化能）細胞です。
幹細胞には、ES細胞やiPS細胞、間葉系幹細胞などがあります。

疾患やケガによって失われた人の組織や臓器に対して、体外で培養した細胞などを使用して機能を取り戻す治療を再生医療といいます。
幹細胞は再生医療の中で中心的な役割を果たす細胞です。
未熟な細胞を損傷された組織に移植することで、その環境に合った細胞に分化し、機能するようになることが期待されています。

実際に多くの基礎実験などにおいて、移植した細胞が成長して機能するようになる様子が観察され、また多くの患者さんに使用され成果を上げています。
大病院で知見が積み重ねられ、現在では民間のクリニックでも実施可能な治療法となりました。

幹細胞を使用しない再生医療（幹細胞培養上清液治療）

多くの知見が積み重ねられるに従って、幹細胞治療のメカニズムについて解明が進んできています。
移植した細胞が成長して機能するようになるものの、その数は決して多いものではなく、実はそれ以外にも効果を発揮している機序が分かってきたのです。

それが、幹細胞が分裂・成長する時に分泌する物質、サイトカインの影響です。
サイトカインには800種類にも及ぶ非常に多くの種類がありますが、その中には成長因子や増殖因子と呼ばれる組織修復や保護に働く物質が含まれています。
幹細胞を移植する時にはサイトカインが同時に移植され、また体内で移植された幹細胞が分裂する際に分泌されるサイトカインが組織修復を果たしていたのです。
また、幹細胞は体内にも少数ですが存在するため、移植されたサイトカインが作用し、元々あった幹細胞を成熟させるという機序も推定されています。

そこで発案されたのが、幹細胞を使用しない再生医療です。
幹細胞を培養する際に使用される液体の上澄み液には細胞は含まれませんが、幹細胞が分泌するサイトカインが豊富に含まれています。
これこそが幹細胞培養上清液であり、細胞は移植せずに上澄み液のみを移植し治療します。

幹細胞培養上清液治療のメリット

細胞を採取する負担がかからない、細胞移植に伴う拒否反応やがん化するリスクがない、幹細胞培養に伴うコストや管理上の問題点をクリアできることなどです。

よりリスクの少ない再生医療。
それが、幹細胞培養上清液を使用した治療方法になります。
では、サイトカインには具体的にどのような種類があるのでしょうか？
詳しく見ていきましょう。

サイトカインとは

およそ800種類という非常に多くの種類があるサイトカインですが、その中から成長因子や増殖因子について解説します。

IGF：インスリン様成長因子

• ・細胞DNA合成を調整。
• ・壊れた細胞の再生を助けることで、新しい神経や血管、骨や皮膚細胞を生み出して、壊れた組織を回復します。

30歳を過ぎるとGH(成長ホルモン)もIGFも80％減少し、加齢と共にさらに減って行きます。高齢者にIGFを投与することで筋力が増加したり、運動療法でも少しIGFが回復するとの報告があります。

BDNF：脳神経保護因子

• ・脳の神経細胞の成長や新生を促すタンパク質の一種です。ストレスなどで神経細胞が傷つかないように保護し、脳の機能を正常に保つ働きをします。
• ・脳内の海馬や大脳皮質などに高濃度に分布し、運動や学習、経験、記憶したことを効率的に海馬に記憶するのに重要な役割を果たすので、脳内のBDNFが増加させれば、学習能力が向上し、学業や仕事の能率アップに関わる可能性があります。

NGF：神経成長因子

• ・NGFはBDNFと並んで、認知症患者やアルツハイマー病患者にとって重要な神経栄養因子のひとつで、ニューロンの軸索の成長、維持し、また軸索をコーティングしているミエリン鞘を修復します。※アルツハイマー病の直接的障害の起因は、海馬のミエリン鞘が脱落して広がるという説があります。
• ・NGFはイタリアの女性神経学者リータ・レーヴィ＝モンタルチーニによって発見され、ノーベル生理学・医学賞を受賞しました。彼女は毎日、NGFを点眼していたせいでしょうか、98歳でインタビューを受けた時の明晰な受け答えは、NGFの認知機能を証明するものでした。尚、彼女は103歳という長寿を全うしました。

VEGF：血管内皮細胞成長因子

• ・血管新生（今ある血管から分枝・伸長して血管を作る）に重要な役割。

胚発生期にはVEGFが高発現して、その他の増殖因子と協調して脈管形成の調節を行いますが、生後は大幅に発現量が低下します。でも、外傷や骨折の治癒など脈管形成が必要になった組織には、局所的にVEGFの発現量の上昇が認められます。がん、関節リウマチ、加齢黄斑変性症などの血管新生を伴う疾患に認められるので、これらの疾患の進行に関与していると予想されます。

TIMP：MMP阻害因子

• ・がん間質の主な構成成分であるCAF（がん関連線維芽細胞）の機能を抑制。
• ・組織コラーゲンやエラスチンの分解を抑制し、組織化することを防止。

がん間質からのシグナルが直接・関節的にがん細胞に影響を及ぼし、腫瘍の増殖・進展に積極的に関与していると推測されます。従来のがん治療の多くは増殖性の高いがん細胞を標的とした治療法が主で、遺伝的異常の頻度が高かったのですが、現在の間質を標的とした治療では、治療抵抗が生じ難いとされています。

KGF：角化細胞成長因子

• ・表皮の約80％を占める角化細胞（ケラチノサイト）を生成・分裂・増殖の促進。
• ・ターンオーバーを整え、皮膚の水分保持やバリア機能維持に重要な役割。
• ・毛母細胞の活性化。

KGFが粘膜・皮膚・臓器など、組織の上皮細胞にある受容体と結合すると、細胞増殖・分化が促進され、コラーゲンやエラスチンと云う肌の弾力を保つたんぱく質が増えます。つまり、肌の細胞新生や増殖を促進し、肌のターンオーバーを正常化させて、たるみやシミを抑制出来るのです。また、一般的に有名な効果は毛髪へのアプローチです。毛乳頭細胞からKGFが作られることで、毛母細胞の増殖・分裂を促して毛髪成長につながるのです。

TGF-β1・β3：トランスフォーミング増殖因子

• ・結合組織（コラーゲンなど）の合成・増殖の促進。
• ・細胞組織の再構築、創傷治癒、炎症、免疫などに需要な役割。

当初は、線維芽細胞の形質転換を促進する因子として名付けられましたが、今では多くの細胞に対して強力な増殖抑制因子となることが明らかになっています。

EGF：上皮細胞成長因子

• ・肌の上皮（皮膚・粘膜など）の成長・再生・修復し、新しい細胞の生産を促進。
• ・ターンオーバー（表皮細胞の成長）を促し、色素沈着、くすみを予防。

発見された当時は火傷を負った肌の皮膚再生医療分野で使われていましたが、最近は高いアンチエイジング効果に期待されて、よく化粧品に配合されています。

FGF：繊維芽細胞成長因子

• ・真皮層の線維芽細胞の細胞分裂を活発にして、ヒアルロン酸やコラーゲン、エラスチンの生成を促進。
• ・しわの改善や美白、創傷治癒。

肌の張りや弾力がなくなる原因は、ヒアルロン酸やコラーゲンの減少とされていますが、実は「線維芽細胞の老化」でコラーゲンなどの産出能力が低下するのが大きな原因だったのです。一般的な美容成分は角質層より下へは届き難いのですが、肌表面にある「EGF・FGF受容体」のせいで、EGF・FGFはしっかりと浸透するので、これまでとは違った肌へのアプローチで注目されています。

幹細胞培養上清液はもともと人の身体にある歯髄、骨髄、脂肪、臍帯などの幹細胞を利用して作られますが、細胞の種類によって含まれる成分が異なります。特に我々の開発するSGFOK（臍帯幹細胞培養上清液）には多くのサイトカインが含まれているのです。

幹細胞培養上清液の効果：どのように修復作用が発揮される？

幹細胞培養上清液を使用した治療において、修復作用を発揮するのはサイトカインの働きと考えられます。
サイトカインには多くの種類がありますが、中でも組織修復に働くと考えられるのは成長因子や増殖因子と呼ばれる物質です。

多血小板血漿（PRP: Platelet Rich Plasma）という言葉を知っていますか？
プロ野球ピッチャー、田中将大さんの肘靱帯の治療にも使用されたことで注目されました。
自分の血液を遠心することで得られるものですが、実はこれもサイトカインの働きです。
血液に含まれる血小板が分泌する、成長因子が靱帯の修復に働くことを期待されているのです。

幹細胞培養上清液にはこの成長因子が含まれています。さらには、血管を新生させる増殖因子（血管内皮増殖因子：VEGF）や、炎症を抑制する抗炎症サイトカインなど、組織修復・保護に働くと考えられる物質が豊富に含まれています。

幹細胞培養上清液は多種類の物質が混ざった雑多な液体ですが、元々が生体に由来するものであることから、お互いに作用し合いバランスよく効果を発揮することが期待されています。

幹細胞培養上清液を使った治療方法

幹細胞培養上清液は液体でありさまざまな投与方法が可能です。
損傷部位に直接注射で移植する、点滴投与する、関節内に注射する、ゲル等に混ぜて塗布する、いずれの方法も可能です。
粉末化して使用する方法も試みられているようです。

冷凍保存することも可能であるため、あらかじめ精製した幹細胞培養上清液を必要な時に解凍して使用するという方法もあります。
近年では肌のハリを取り戻すための美容目的や、AGA治療に用いられるケースが増えており、点滴、または局所注射で使用されることが多いようです。

当院での治療

当院では、幹細胞培養上清液を点鼻で使用します。
解凍した幹細胞培養上清液をチューブ内に吸引し、仰向けに横になった状態で両鼻腔からそれぞれ3回程度に分けて噴霧します。
安全性の高い方法であるためご自身で、自宅で治療することが可能です。

噴霧後には20分ほど仰向けで寝ていると体内への吸収がよくなると考えられるため、夜間寝る時に使用します。
特に15～30分程度で脳脊髄液内に点鼻されたサイトカインが移動しますので、そのタイミングで損傷した神経回路を刺激するリハビリをおこなっていただくことが効果的だと考えられます。

当院では脳梗塞や脊髄損傷の後遺症改善を専門としており、幹細胞培養上清液の神経障害に対する効果を期待しています。
神経障害だけではなく糖尿病や肝硬変、骨欠損など失われた機能を取り戻すのは難しいと考えられている疾患や、関節リウマチやアレルギー性皮膚炎など免疫応答の異常と考えられる疾患に対して治療を行っています。

幹細胞培養上清液に関する研究、文献

再生医療は今非常に注目されている分野であり、幹細胞培養上清液に関する研究は世界中で数え切れないほど行われています。

国内でも数多くの論文が出版されており、次のような効果が期待されています。
（2012年から現在まで、「幹細胞培養上清」というキーワードで調査）
・心血管系加齢性疾患（動脈硬化など）の治療
・シェーグレン症候群（自己免疫疾患）に対する免疫抑制能
・重症のやけどに対する治療
・骨吸収、骨欠損に対する骨再生
・歯周病、顎骨壊死
・スキンケア製品への応用
・糖尿病性神経障害
・脳梗塞
・糖尿病
・網膜視細胞障害

多彩な効果が期待される幹細胞培養上清液。
現在も日夜研究が続けられています。

まとめ

細胞を移植しない再生医療である、幹細胞培養上清液を使用した治療は、安全性が高く実用性の高い方法と考えられます。
従来の方法では副作用の問題などから治療困難であった疾患も良好にコントロールされる可能性があります。
今後の成果が、期待されます。