難治性や再生が困難な組織の再生医療とリハビリテーション

京都大学大学院医学研究科 人間健康科学系専攻
リハビリテーション科学コース 理学療法学講座 運動機能開発学分野
青山朋樹 准教授

細胞や組織移植などの再生医療治療の後にリハビリテーション (rehabilitation) を行う。それはだれでもがイメージできることと思います。手術などの治療の後に手術で受けた傷や体力の回復、脳梗塞に対して薬で治療した後にリハビリテーションを行うという事は通常の治療でも行われていることです。ですが、再生医療で移植や輸注された細胞や組織の定着を促し、機能を付加し、その治療に相加、相乗効果をもたらすと考えるとリハビリテーションの意味は少し変わってきます。もともと rehabilitation の語源は re = 再び、habilitus = 適した状態にするという意味です。これに対して再生医学 (regenerative medicine) の regenerative は re = 再び、generation = 生産するという意味で、これらの目的としていることは同じ方向を指しております。これまではregenerative medicine が対象にしている事象は分子~細胞~器官であるのに対して、rehabilitation は器官~個体~社会という事象次元の違いがありました。しかし最近の報告では身体に運動刺激を加えることで、筋肉や骨からさまざまなサイトカインが放出され、運動器だけでなく神経系、感覚器系、消化器系などにも働くことがわかってきました。このことはいままでは事象の次元が異なる階層に存在し、交わることがなかった両者が協調する可能性が示されたと考えることができます。

例えば、関節軟骨は解剖学者の William Hunter が 1744 年に「一度傷がつくと決して回復しない組織」と述べ、教科書においてもそのように記載されており、再生が困難な組織と考えられてきました。しかしながら幹細胞生物学や tissue engineering の技術の発展により、体外で関節軟骨様組織が作られるようになり、トレッドミルエクササイズや超音波などで体内刺激を加えることで関節軟骨の再生は促される事がわかってきました。これらの結果はこれまでに難治性であった関節軟骨傷害に対して、その治療を大きく前進させる結果であると共に、新たな治療戦略を立案するうえで重要なポイントになります。末梢神経は至適条件を整えることができれば、旺盛な再生能力を示す組織ではありますが、この至適条件の設定が難しく、これまで開発されてきた人工神経はあまり良好な効果を示すことはできませんでした。その理由の一つとして単に人工物だけで作成した人工神経では生体の持つ再生能力を引き出せないということが挙げられます。そこでRegenova(株式会社サイフューズ社)という三次元プリンタを用いて、線維芽細胞だけで三次元導管と呼ばれる筒状の組織を作成しました。神経断端同士をこの三次元導管で縫合架橋するとその筒状組織の中に再生軸索が伸張してきて良好な神経再生が促されることが明らかになりました。この三次元導管のコンセプトは神経再生が行われる際に伸張してくる再生軸索が通りやすい筒状の空間提供と筒を構成する細胞から放出される神経再生誘導因子の提供です。このように再生能力を引き出す環境条件を整えることで、特に複雑な投薬や特別な細胞を用いなくても生体内で組織再生を促すことは可能です。もちろんこの三次元神経導管を移植した後に、電気刺激や神経筋促通、感覚刺激などリハビリテーションで行われている技術を加えることで神経再生はさらに向上すると考えられます。

従来は医工連携は工学技術を医療の補助手段や医療を便利にするために提供するという目的で、互いの技術効果に対して相乗的に働くということはなかったと思います。それぞれが高度な技術を持ちつつも、目的を別次元で考えていたことから、それぞれの開発品を単に連結したものであったからではないでしょうか?京都大学 Leaders for Integrated Medical System (LIMS) プログラムでは医学と工学、薬学といった、これまでセクションによって隔てられていた分野が学際的に出会う場所を提供してくれました。単に技術的な融合だけでなく概念や目標の融合なども、違う分野を出身とした学生同士が議論することで引き起こされることが期待できます。
ちなみに LIMS の名称を構成している言葉 “integration” はリハビリテーションが最大の目的としている”社会統合“という言葉と同じです。是非学際的な視点から新たな価値を創造してくれることを期待しております。