JP2002171965A - 骨髄単核球細胞の分離、濃縮方法及び血管再生剤 - Google Patents

骨髄単核球細胞の分離、濃縮方法及び血管再生剤

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cells
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mononuclear cell
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Hiroaki Matsubara
弘明 松原
Yuji Kishimoto
裕司 岸本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に、安静時に疼痛が増強し、従来有効な治
療手段のなかった末梢性血管疾患(虚血)などの治療に
有用な新生血管誘導剤、その製造技術を提供。 【解決手段】 採取された骨髄液にヒドロキシエチル澱
粉を添加して赤血球を沈降させ、単核球細胞を含む上清
を回収し、これを遠心分離して血管幹細胞を含む単核球
細胞濃縮液を得ることを特徴とする骨髄単核球細胞の分
離、濃縮方法;該方法により得られる骨髄単核球細胞濃
縮液;およびこれを有効成分とする新生血管誘導剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、骨髄単核球細胞の
分離、濃縮方法及びこれにより得られる骨髄単核球細胞
濃縮物及びこれを有効成分とする新生血管誘導剤に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えば慢性閉塞性動脈硬化
症、ビュルガー病などの末梢性血管疾患(虚血)患者お
よび狭心症、心筋梗塞などの虚血性心疾患患者の治療
は、疾患の初期段階において、血管拡張剤などの内服投
与、血管バイパス手術などの外科的血行再建術が施され
る程度にすぎない。フォンテイン(Fontaine)分類のII
I-IV段階においては、組織血流が不足して組織、臓器な
どが壊死に陥り、安静時に疼痛の存在が確認され、かか
る段階ではもはや有効な治療手段はなく、血管新生など
の有効な手段の開発が、当業界で急務とされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
末梢性血管疾患などの虚血患者の血管新生に有効に適用
できる新しい手段を開発することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意研究を重ねる過程において、血管幹
細胞を含む骨髄単核球細胞を、末梢性血管疾患部などに
直接注入(移植)すれば、所望の血管新生が図り得ると
考えた。
【0005】しかるに、通常の手段により採取される骨
髄液中には、所望の単核球細胞以外に、例えば赤血球、
顆粒球、リンパ球、巨核球、多核球、それらの前駆体な
どの種々の細胞が含まれており、該骨髄液の直接注入に
よって、充分な効果を挙げることは実際上不可能であっ
た。また、該骨髄液からの所望の単核球細胞の分離、濃
縮は従来例がなく困難と考えられた。
【0006】本発明者は、引き続く研究において、上記
骨髄液にヒドロキシエチル澱粉を添加して赤血球を沈降
させるときには、所望の単核球細胞が上清として回収で
きるという事実、該上清を遠心分離すれば、目的とする
単核球細胞が高濃度に濃縮された状態で、安全に且つ安
定して効率よく入手できるという事実、及びかくして得
られる濃縮物中には血管新生に有効な血管幹細胞が比較
的多量に含まれており、しかも該血管幹細胞は、新生血
管の構成細胞に分化する能力を保有するのみならず、血
管内皮増殖因子や血管新生効果を持つサイトカイン類の
分泌能をも有するという事実を見出した。
【0007】本発明は、以上の新事実の発見を基礎とし
て完成されたものである。
【0008】本発明は、採取された骨髄液にヒドロキシ
エチル澱粉を添加して赤血球を沈降させ、単核球細胞を
含む上清を回収し、これを遠心分離して血管幹細胞を含
む単核球細胞濃縮物を得ることを特徴とする骨髄単核球
細胞の分離、濃縮方法を提供する。
【0009】特に、本発明は、ヒドロキシエチル澱粉の
添加量が、骨髄液当たり0.01-0.05w/v%である上記方
法;および骨髄単核球細胞濃度を、原料骨髄液における
濃度の20倍前後に濃縮する上記方法を提供する。
【0010】また、本発明は、上記方法により得られ、
単核球細胞濃度が109-1010個/mlであり且つ該単核球細
胞を最終濃縮液に対して2-3%含有する、濃縮された骨髄
単核球細胞;および上記方法により得られる骨髄単核球
細胞濃縮液であって、単核球回収率75-80%、生存率95%
以上、赤血球除去率90% 以上および多核球除去率95%以
上である骨髄単核球細胞濃縮液を提供する。
【0011】更に、本発明は、上記骨髄単核球細胞濃縮
液を有効成分として含有する新生血管誘導剤、特に末梢
性血管疾患治療剤、虚血性心疾患治療剤、脳梗塞治療
剤、糖尿病性神経症治療剤または末梢神経再生剤である
上記新生血管誘導剤を提供する。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明方法によれば、従来得られ
た例のない高度に濃縮されており且つ血管再生剤として
有用な骨髄単核球細胞濃縮液を得ることができる。
【0013】該濃縮液は、その中に約2-3%という高濃度
で骨髄単核球細胞を含有しており、その回収率は約75-8
5%と高く、しかもその生存率は約95%以上におよぶもの
であり、この点で高度に純化された骨髄単核球細胞液で
ある。また、該濃縮液は、血管新生に不利と考えられる
多核球、赤血球などを実に90%乃至95%以上も除去したも
のであり、この面でも、新生血管誘導剤として有効であ
る。
【0014】本発明方法により得られる骨髄単核球細胞
濃縮液は、新生血管誘導剤として、例えば慢性閉塞性動
脈硬化症、ビュルガー病などの末梢性血管疾患、狭心
症、心筋梗塞などの虚血性心疾患などの治療および予防
に有効である。また、上記濃縮液は、神経幹細胞を含有
することから、末梢神経再生剤として、例えば糖尿病性
神経症、慢性腎不全神経症などの末梢性神経変性疾患の
治療および予防にも有効と考えられる。
【0015】本発明にかかる骨髄単核球細胞の分離、濃
縮方法は、通常の手段により骨髄から採取される骨髄液
に、ヒドロキシエチル澱粉を添加して赤血球を沈降さ
せ、上清を遠心分離するという簡単且つ安全な操作によ
り実施でき、かくして、目的とする単核球細胞を高濃度
に濃縮された状態で、安定して効率よく入手できる利点
がある。しかも、得られる濃縮物中には、血管新生に有
効な血管幹細胞が比較的多量に含まれており、該血管幹
細胞は、新生血管の構成細胞に分化する能力を保有する
のみならず、血管内皮増殖因子や血管新生効果を持つサ
イトカイン類の分泌能をも有するものである。
【0016】以下、本発明方法につき詳述すれば、本発
明方法においては、まず骨髄液にヒドロキシエチル澱粉
を添加して赤血球を沈降させる。ここで、原料とする骨
髄液は、骨髄より通常の手段により、例えば患者の腸骨
内に骨髄穿孔針を挿入し、該針にシリンジなどを装着し
て吸引するアスピレーション法によって得ることができ
る。これらの操作及びこれらに引き続く以降の操作は、
いずれも常温、常圧下に実施することができるまた、上
記において利用するヒドロキシエチル澱粉は、澱粉をエ
チレンオキシドと反応させて得られる澱粉エーテルであ
り、従来より各種分野で利用されているもののいずれで
もよい。その代表例としては、医薬品分野で赤血球沈降
剤として市販されている、分子量40万程度のヒドロキシ
エチル澱粉を0.9%食塩液に6w/v%濃度で溶解させたもの
(株式会社ニプロ社製、HES40)を挙げることができ
る。このものは、従来より医薬品分野で用いられるてい
るように、安全性の高いものである。
【0017】ヒドロキシエチル澱粉を用いて骨髄液から
赤血球を沈降させる操作は、例えば採取された骨髄液
を、必要に応じてRPMI1640などの適当な媒体で希釈し、
この液中にヒドロキシエチル澱粉の適当量を添加存在さ
せることにより実施できる。骨髄液に対するヒドロキシ
エチル澱粉の添加量(濃度)は、特に制限されるもので
はなく適宜決定することができる。一般には、最終濃度
が約0.01-0.05%(w/v%)となる範囲から選択されるのが適
当である上記ヒドロキシエチル澱粉の添加後、静置する
ことによって、赤血球が沈降し、単核球細胞はその上清
として回収することができる。この回収操作は常法に従
うことができる。
【0018】本発明方法では、次いで、回収された単核
球細胞を含む上清を遠心分離する。この遠心分離は、血
管幹細胞を含む所望の単核球細胞を骨髄液から分離、回
収するものであり、一般には約200g前後の圧力下に、20
分間程度遠心操作を行うことにより実施できる。
【0019】かくして、所望の骨髄単核球細胞濃縮物を
得ることができる。このものは、前述したように、単核
球細胞(CD34+細胞)を2-3%程度の濃度(単核球細胞濃
度109-1010個/ml程度)で含有する濃縮液である。
【0020】本発明方法により得られる骨髄単核球細胞
濃縮液は、そのままで新生血管誘導剤として利用するこ
とができる。本発明は、かかる骨髄単核球細胞濃縮液を
有効成分として含有する新生血管誘導剤をも提供するも
のである。
【0021】本発明新生血管誘導剤は、通常の細胞移植
用剤と同様の注射剤乃至注入剤形態に調製され、この形
態に応じて、適当な経路、例えば筋肉内、皮下、皮内投
与などに投与される。また、心疾患患者、脳梗塞患者な
どへの適用に当たっては、血管カテーテル操作により、
心内膜側、冠状動脈、脳動脈内より投与することも可能
である。投与量は、投与形態、投与経路、患者の疾患の
程度などに応じて適宜決定することができる。一般に
は、成人一人一回当たりの投与量が、有効成分とする骨
髄単核球細胞量として、少なくとも1×108個/kg程度と
なる量を目安とすることができる。
【0022】本発明新生血管誘導剤は、これを末梢血管
疾患患者、虚血心疾患患者などに投与適用することによ
って、その有効成分とする前記骨髄単核球細胞が、所望
の血管新生効果などを奏し得、かくしてこれらの疾患の
治癒効果を奏し得る。尚、本発明に係る新生血管誘導剤
の有効成分とする濃縮された骨髄単核球細胞は、自己も
しくは血縁者の骨髄由来であるのが好ましいが、特にこ
れに限定されるものではなく、骨髄バンクなどに保管さ
れている非血縁者の骨髄由来であることもできる。かか
る場合には、必要に応じて、免疫抑制剤、免疫寛容誘導
剤などを併用することもできる。
【0023】
【実施例】以下、本発明を更に詳しく説明するため、本
発明方法の実施例を挙げ、次いで該実施例により得られ
る骨髄単核球細胞濃縮物を用いた臨床試験例を挙げる。
【0024】
【実施例1】(1) 骨髄液の調製 全身麻酔下に患者腸骨より骨髄液約300mLをアスピレー
ション法により採取した。このものは、単核球細胞が約
80%、赤血球が約10%および多核球が約10%混在するもの
であった。 (2) 本発明処理(単核球細胞の濃縮) 上記(1)で得た骨髄液に等量のRPMI1640培養液(Gibco B
RL)を加え、全量に対してヒドロキシエチル澱粉濃度が
1%となる量のHES40(NIPRO社製、6%ヒドロキシエチルデ
ンプン加0.9%食塩液)を加え、約20分間室温下に静置
て、赤血球を沈降させた。次いで、単核球細胞を含む上
清約200mLを回収し、200gで20分間遠心分離して、血管
幹細胞を含む単核球細胞濃縮物を得た。
【0025】かくして得られた単核球細胞濃縮液は、以
下の物性を有するものであった。 単核球細胞数:1.5×109個/mL 単核球細胞回収率:約75% 単核球細胞生存率:約95% 単核球細胞濃縮率:約20倍 単核球細胞(CD34+細胞)濃度:約3% 赤血球除去率:約90% 多核球除去率:約95%
【0026】
【臨床試験例1】2年前に慢性閉塞静動脈硬化症(ASO)に
よる壊死のために膝関節より下肢を切断し、本年より右
下肢の安静時に疼痛が増強し、フォンテイン(Fontain
e)IIIに分類された66才男性を症例1として以下の臨床
試験を行った。尚、該症例において合併する糖尿病は経
口薬にてコントロール良好であった。
【0027】該患者腸骨より採取した骨髄液より、実施
例1と同様にして調製した骨髄単核球細胞濃縮物を、虚
血下肢に筋肉注射した(1×109細胞、30箇所)。
【0028】本発明骨髄単核球細胞濃縮物の筋肉注射前
及び1, 2及び3週間後に、それぞれ経皮的組織酸素分圧
(TcO2, mmHg)、皮膚温(サーモグラフィーによる)、
t下肢血流計(Laser Doppler血流計使用)、ABPI(ankl
e-bronchial index,下肢/上肢血圧比)、自覚症状を測
定、解析した。
【0029】その結果、試験前においては、TcO217mmHg
(正常は80-100mmHg)、皮膚温30℃およびABPI 0.2(正常
は1.1)であり、下肢血流は低下していたのに対して、3
週間後には、TcO2が55mmHgに上昇し、皮膚温も33℃に上
がり、血管造影の結果、微細末梢血管像の増加が認めら
れ、下肢血流改善効果が観察され、自覚症状として安静
時疼痛が消失し、リハビリも可能となった。
【0030】上記皮膚温の経時的推移を図1(縦軸:皮
膚温、横軸経過日数)に示す。また、TcO2の経時的推移
を図2(縦軸:TcO2, mmHg、横軸:経過日数)に示す。
【0031】
【臨床試験例2】2度に亘る下肢バイパス手術にても血
行再建術の効果はなく、左下肢の安静時疼痛が増強し、
フォーテイン(Fontaine)IIIに分類された63才男性を
症例2として以下の臨床試験を行った。
【0032】該患者腸骨より採取した骨髄液より、実施
例1と同様にして調製した骨髄単核球細胞濃縮物を、虚
血下肢に筋肉注射した(2×109細胞、30箇所)。
【0033】本発明骨髄単核球細胞濃縮物の筋肉注射前
及び3週間後に、症例1と同様の測定、解析を行った。
【0034】その結果、試験前においては、TcO245mmH
g、皮膚温32.5℃およびABPI 0.4と下肢血流は低下して
いたのに対して、3週間後には、TcO2が60mmHgに回復
し、皮膚温も33.8℃に上がり、トレッドミルでの下肢疼
痛出現時間も試験前3.5分であったものが7分と改善さ
れ、自覚症状も安静時疼痛が消失した。
【図面の簡単な説明】
【図1】 臨床試験例1における症例の皮膚温の経時的
推移を求めたグラフである。
【図2】 臨床試験例1における症例のTcO2の経時的推
移を求めたグラフである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61P 25/02 C12R 1:91) //(C12N 5/06 C12N 5/00 E C12R 1:91) C12R 1:91)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 採取された骨髄液にヒドロキシエチル澱
    粉を添加して赤血球を沈降させ、単核球細胞を含む上清
    を回収し、これを遠心分離して血管幹細胞を含む単核球
    細胞濃縮物を得ることを特徴とする骨髄単核球細胞の分
    離、濃縮方法。
  2. 【請求項2】 ヒドロキシエチル澱粉の添加量が、骨髄
    液当たり0.01-0.05w/v%である請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 骨髄単核球細胞濃度を、原料骨髄液にお
    ける濃度の20倍前後に濃縮する請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 請求項1-3のいずれかに記載の方法によ
    り得られ、単核球細胞濃度が109-1010個/mlであり且つ
    該単核球細胞を最終濃縮液に対して2-3%含有する、濃縮
    された骨髄単核球細胞。
  5. 【請求項5】 請求項1-3のいずれかに記載の方法によ
    り得られる骨髄単核球細胞濃縮液であって、単核球回収
    率75-85%、生存率95%以上、赤血球除去率90%以上および
    多核球除去率95%以上である請求項4に記載の骨髄単核
    球細胞。
  6. 【請求項6】 請求項1に記載の骨髄単核球細胞濃縮液
    を有効成分として含有する新生血管誘導剤。
  7. 【請求項7】 末梢性血管疾患治療剤、虚血性心疾患治
    療剤、脳梗塞治療剤、糖尿病性神経症治療剤または末梢
    神経再生剤である請求項5に記載の新生血管誘導剤。
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