Exosome

エクソソームとは

細胞では細胞外環境に放出される小さな膜に囲まれた粒子があり、これらの粒子はタンパク質、脂質、核酸（RNAおよびDNA）などをある細胞から別の細胞に運び、細胞間のコミュニケーションに重要な役割を果たします。

これらの粒子は細胞外小胞(Extracellular vesicles, EVs)と呼ばれ、その大きさと生合成経路に応じてエクソソーム（Exosomes、直径30～150nm）、マイクロ小胞（Microvesicles、直径100～1000nm）およびアポトーシス体（Apoptotic bodies 、直径500-2000nm）に分類されます。 マイクロ小胞は源細胞の細胞質成分と表面タンパク質を、アポトーシス体は細胞破片や核断片を含むものとは異なり、エクソソームはタンパク質、リボ核酸（RNA）、脂質など様々な生体分子が含まれていて、さまざまな生理学的および病理学的プロセスにおいて重要な役割を果たし、特に細胞間のコミュニケーションと分子輸送機能を果たします。 エクソソームは既存の細胞治療剤の機能的役割はそのまま維持しながら、免疫拒絶反応、がん誘発、血管閉塞などの細胞治療剤の安定性問題を克服して生きている細胞ではないため、保管、輸送、管理に有利な無細胞治療剤(Cell -free therapeutics)として新しい概念の治療薬として認識されています。

セルリードのエクソソームについて

セルリードでは日本のドナーから提供された羊膜組織から抽出した羊膜幹細胞のみを使用してエクソソームを生産しています。羊膜幹細胞は他の幹細胞に比べて免疫原性が低く免疫反応を最小限に抑えることができ、高い抗炎症効能と組織の再生と回復を促進する特性を保有しています。

セルリードのエクソソームは以下の主なの特徴を持ちます。

その１
 染色体、STR（short tandem repeat）遺伝子型、ウイルス（HIV-1, HIV-2, HBV, HCV, HTLV, ParvoB19, EBV, CMV, WNV)、マイコプラズマ分析などで厳選した羊膜幹細胞のみを使用
その２
 幹細胞の老化および成長因子の生産パターンを制御するセリドのみの特殊培養液で培養することにより、最良の幹細胞を維持
その３
 セルリードのみの段階的培養システムで人体に役立つ成長因子（TGF-β、FGF、IGF、HGF、PDGF、EGF、NT-3、G-CSFなど）、サイトカイン（IL-1β、IL-6 、IL-8、IL-10、TNF-α、IFN-γ、MCP-1など）およびタンパク質（アミロイドベータ分解促進因子であるNeprilysin、腫瘍形成を防止するTSG101、感染細胞やがん細胞の除去に寄与するMHCクラス1、免疫反応を調節し活性化するMHCクラス2など）の含有量が高い
その４
 エクソソーム開発の最大の難関である生産バッチごとの一貫性(consistency)と同等性(comparability)を維持する製造工程の標準化を実現することで最高品質のエクソソームを生産

症例や研究結果などの紹介

セルリードのエクソソーム研究

研究１段階的培養システムで製造されたエクソソームの安全性試験結果
  1. 細菌を用いた復帰突然変異試験 – 遺伝子突然変異誘発性のないことを確認
  2. 哺乳類培養細胞を用いた染色体異常試験 – 染色体異常を誘発しないことを確認
  3. マウスを用いた小核試験 – マウス骨髄細胞に対する小核誘発性がないことを確認
  4. マウスを用いた皮膚感作性試験(Local lymph node assay) – 皮膚感作性陰性確認
  5. In Vitro Human Cornea-like epithelium (RhCE)モデルを用いた眼刺激試験 – 無刺激確認
  6. 人体由来人工皮膚モデルを用いた皮膚刺激試験 – 無刺激確認
  7. In Vitro 3T3 NRU 光毒性試験 – 光毒性音声確認
  8. Beagle Dogで Telemetry systemを用いた単回静脈内投与 心血管系安全性薬理試験 – 心血管系への影響がないことを確認
  9. マウスを用いた4週繰り返し(1回/2週、合計3回)静脈内投与毒性試験及びリンパ球分析試験 – 影響がないことを確認
  10. ラットを用いた単回静脈内投与中枢神経系安全性薬理試験 – 中枢神経系への影響がないことを確認
  11. ラットを用いた単回静脈内投与呼吸器系安全性薬理試験 – 呼吸器系への影響がないことを確認
  12. CHO hERG cellsを用いたhERG potassium channelに対する心血管系安全性薬理試験 – hERG channel currentsに及ぼす影響がないことを確認
  13. 皮膚一次刺激評価に対する人体適用試験 – 皮膚反応度0.00で無刺激判定

参考資料

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エクソソームの可能性

エクソソームは自然に生成される生体物質であり、以下の主な効能が期待されます。

その１
 細胞再生：エクソソームは損傷した組織の再生を促進します。たとえば、損傷した皮膚や関節組織の回復を助けます（Lou et al., 2017）
その２
 抗炎症作用：エクソソームは炎症反応を調節し、炎症性疾患の症状を緩和するのに役立ちます（Yáñez-Mó et al., 2015）。
その３
 免疫調節：エクソソームは免疫システムを調節し、自己免疫疾患などの免疫関連疾患の治療に寄与することがあります（Tang et al., 2020）。
その４
 抗がん効果：一部の研究で、エクソソームががん細胞の成長を抑制する効果があることが示されています（Whiteside, 2016）。

エクソソームはさまざまな疾患や状態の治療可能性を示唆しています。以下はエクソソームによる主な治療効果です：

その１
 皮膚再生：エクソソームを用いた皮膚治療は、しわ改善、皮膚の弾力性増進、傷痕治癒などに効果的です。これは特に美容分野で大きな関心を集めています（Kim et al., 2017）。
その２
 関節疾患治療：エクソソームは関節炎などの関節疾患の炎症を軽減し、損傷した軟骨組織の再生を助けることができます（Cosenza et al., 2017）。
その３
 神経系疾患治療：エクソソームは神経細胞の再生を促進し、神経損傷や神経変性疾患（例：パーキンソン病、アルツハイマー病）の治療に役立つことがあります（Upadhya et al., 2020）。
その４
 循環器系疾患治療：エクソソームは心臓および血管組織の再生を助け、心筋梗塞後の回復を促進することができます（Ibrahim et al., 2014）。
その５
 肝疾患治療：肝硬変患者を対象とした臨床試験で、エクソソームが肝細胞再生を助け、肝機能を改善する効果があることが示されています（Lou et al., 2017）。

エクソソームに関する研究と臨床試験は世界中で活発に行われており、一部の主要な臨床試験結果は次の通りです：

研究１
 COVID-19治療：エクソソームを用いたCOVID-19患者の治療に関する臨床試験が進行中です。初期の結果では、エクソソームが免疫反応を調節し、炎症を軽減するのに効果的であることが示されています（Sengupta et al., 2020）。
研究２
 関節炎治療：エクソソームが膝関節炎患者の疼痛緩和と機能回復にプラスの影響を与えたという研究結果が報告されています（Wang et al., 2019）。
研究３
 神経損傷治療：脊髄損傷患者を対象とした臨床試験で、エクソソームが神経再生を促進し、機能回復に貢献したという結果が報告されています（Kumar et al., 2021）。
研究４
 糖尿病治療：エクソソームが糖尿病患者の血糖調節と膵臓ベータ細胞機能の改善に効果的であるという研究結果が報告されています（Sun et al., 2018）。
研究５
 肝疾患治療：肝硬変患者を対象とした臨床試験で、エクソソームが肝細胞再生を助け、肝機能を改善する効果があることが示されています（Lou et al., 2017）。