最初に用語の説明
ナノベシクル
細胞間での物質運搬や情報伝達に使われるナノサイズの小さな構造体です。医療や診断分野で応用されています。
例
- 医療分野：薬物の送達システムとして、特定の組織や細胞に薬物を効率よく届けるために利用される
- 診断分野：疾患のバイオマーカーとしての利用
アポトーシス
プログラムされた細胞死の一形態であり、体の正常な機能維持や発生過程で重要な役割を果たします。
例
- 発生中：指の形成時に不要な細胞を取り除くことで、指の間に隙間を作る
- 免疫応答：ウイルス感染細胞や癌細胞の除去
マクロファージ（Macrophage）
マクロファージは、免疫系に属する白血球の一種で、体内の防御メカニズムにおいて重要な役割を果たします。これらの細胞は、病原体や死んだ細胞、異物を貪食（ファゴサイトーシス）し、体内をクリーンに保つ働きを持っています。
例
- 感染部位での活動：感染が発生した部位に集まり、病原体を貪食して炎症を引き起こし、他の免疫細胞を呼び寄せる
- 恒常的な活動：常に体内をパトロールし、異常を検知して素早く対処する
心筋梗塞の現状と課題
- 韓国における心筋梗塞患者数は増加傾向にあり、2017年から2021年にかけて約27%増加しています。
- 従来の治療法である薬物療法、経皮的冠動脈インターベンション（PCI）、冠動脈バイパス手術は、重症例には効果が限定的であり、すべての患者に有効とは限りません。
- 世界の心筋梗塞治療薬市場は、2026年までに20億2000万ドルに達すると予想されており、新たな治療法の開発が求められています。
ナノベシクルを用いた革新的な治療法
韓国科学技術研究院（KIST）バイオ材料研究センターのYoon Ki Joung博士、Juro Lee博士、韓国カトリック大学医学部のHun-Jun Park教授、Bong-Woo Park博士らの研究チームは、アポトーシス誘導線維芽細胞由来のナノベシクルを用いて心筋梗塞の治療を目指す新たなアプローチを開発しました。
この研究成果は、Advanced Functional Materials誌に2023年8月25日に公開されました。
アポトーシス誘導線維芽細胞とは
アポトーシス誘導線維芽細胞は、生化学的な変化によってプログラムされた細胞死（アポトーシス）を起こすように誘導された線維芽細胞です。研究チームは、このアポトーシス誘導線維芽細胞からナノベシクルを生成し、心筋梗塞治療に活用することを目指しました。
ナノベシクルの作用
- 研究チームは、心筋梗塞部位に特異的なペプチドと、マクロファージの貪食作用に特異的な物質を線維芽細胞の表面に付着させ、ナノベシクルが心筋梗塞部位のマクロファージに特異的に送達されるように設計しました。
- ナノベシクルは、マクロファージに送達されると、その中の抗炎症性物質を放出し、心筋梗塞部位における炎症反応を抑制します。
- この炎症抑制効果により、心筋細胞の生存率が向上し、心機能の改善につながると期待されています。
動物実験による検証
ラットを用いた動物実験では、静脈内に注射されたナノベシクルが、心筋梗塞部位に効果的に送達され、特にマクロファージに動員されることが確認されました。
その結果、左心室駆出率（左心室の収縮力を示す指標）は、対照群に比べて4週間で1.5倍以上増加しました。さらに、炎症と線維化の軽減、血管の保存率の向上などが観察され、心筋細胞の生存率の向上と心機能の改善が確認されました。
今後の展望
Yoon Ki Joung博士は、「この研究は、アポトーシス誘導細胞から作られたナノベシクルを用いて心筋梗塞を治療する初めての試みであり、幹細胞ではなく他の細胞を使用するため、大量生産できるという利点があります。」と述べています。研究チームは、韓国カトリック大学医学部やバイオ関連企業との共同研究を通じて、臨床試験を含む治療の効果と安全性を検証する研究を進めていく予定です。
ナノベシクルを用いた心筋梗塞治療の期待
この研究成果は、心筋梗塞治療の新たな可能性を示すものであり、将来的には、患者さんのQOL（生活の質）を向上させる画期的な治療法として期待されています。
表：ナノベシクルを用いた心筋梗塞治療の期待される効果
| 効果 | 説明 |
| 炎症抑制 | 心筋梗塞部位における炎症反応を抑制し、心筋細胞の損傷を軽減します。 |
| 線維化抑制 | 心筋組織の線維化を抑制し、心機能の低下を防ぎます。 |
| 血管保存 | 心筋組織への血流を維持し、心筋細胞の生存を促進します。 |
| 心機能改善 | 左心室駆出率の向上など、心機能の改善につながります。 |
まとめ
アポトーシス誘導線維芽細胞由来のナノベシクルを用いた心筋梗塞の治療法は、従来の治療法に比べて、以下の利点を持ちます。
- 大量生産が可能
- 心筋梗塞部位への特異的な送達が可能
- 炎症抑制効果による心機能の改善
今後の研究開発によって、この新たな治療法が、心筋梗塞患者さんの治療に貢献できることが期待されています。
よくある質問
こちらのコラムの内容の要点を「よくある質問」からまとめています。
心筋梗塞の新治療法としてナノベシクルはどのように使われるのですか？
ナノベシクルは、心筋梗塞部位に特異的なペプチドとマクロファージの貪食作用に特異的な物質を付着させることで、心筋梗塞部位のマクロファージに送達されます。そこで抗炎症性物質を放出し、炎症を抑制することで心筋細胞の生存率を向上させ、心機能を改善します。
アポトーシス誘導線維芽細胞とは何ですか？
アポトーシス誘導線維芽細胞は、生化学的変化によってプログラムされた細胞死（アポトーシス）を起こすように誘導された線維芽細胞です。これらの細胞から生成されたナノベシクルは、心筋梗塞の治療に使用されます。
動物実験ではどのような結果が得られましたか？
ラットを用いた動物実験では、静脈内に注射されたナノベシクルが心筋梗塞部位に効果的に送達され、特にマクロファージに動員されました。その結果、左心室駆出率が4週間で1.5倍以上増加し、炎症と線維化の軽減、血管の保存率の向上が観察されました。
この治療法の利点は何ですか？
この治療法の利点は、大量生産が可能であること、心筋梗塞部位への特異的な送達が可能であること、そして炎症抑制効果による心機能の改善が期待できることです。これにより、従来の治療法に比べてより効果的な治療が可能となります。
今後の展望について教えてください。
研究チームは、韓国カトリック大学医学部やバイオ関連企業との共同研究を通じて、臨床試験を含む治療の効果と安全性を検証する研究を進めていく予定です。将来的には、心筋梗塞患者のQOL（生活の質）を向上させる画期的な治療法として期待されています。
【参考文献】
PHYSORG
https://phys.org/news/2023-08-treatment-myocardial-infarction-nanovesicles-modulate.html
心疾患情報執筆者
増田 将
株式会社増富 常務取締役
プロフィール
医療現場支援歴：10年
《主な業務歴》
・医療現場支援歴：10年
・循環器内科カテーテル治療支援：3,000症例
・心臓血管外科弁膜症手術支援 ：700症例
・ステントグラフト内挿術支援 ：600症例