生物研ら,ブタのコラーゲンから角膜再生に適した新素材を開発

農業生物資源研究所(生物研)は,東京大学と共同で,ブタコラーゲンから透明性に優れた半球面形状「アテロコラーゲンビトリゲル膜」を開発した(ニュースリリース)。

古くから角膜移植は多くの失明患者を回復させている。しかし,世界的に角膜移植に必要な角膜は不足しており,日本でも年間700名程度の患者が移植の順番を待っている。特に角膜内皮の疾病である水疱性角膜症は角膜移植の要因の約4割を占め,角膜内皮を培養して移植する再生医療の実現が待たれている。

しかし,角膜内皮は角膜の裏側に存在するため,これだけを移植するのは困難だった。また,角膜内皮は一層の細胞なので弱く,移植のための足場となる素材が必要となる。このような素材が開発できれば,角膜の裏側にコンタクトレンズをつける要領で,新しい角膜内皮組織を構築できるようになる。

そのためには,角膜の形状に見合った半球面のもので,透明で,眼内の栄養分や水分を自由に行き来させる透過性や,角膜内皮細胞がしっかりと接着できる素材である必要がある。また,拒絶反応を起こさないものでなければならない。さらに,将来的に医療機器として認可を得る視点から,規制が厳しい反芻動物由来の原料は予め素材から排除する必要があった。

研究グループはこれまで,ウシのコラーゲンとウシ血清を含んだ培養液から「コラーゲンビトリゲル®」を開発している。しかし,再生医療用素材として早期に実用化させるため,上記の観点から,ブタのアテロコラーゲンとウシ血清を含まない無血清培養液から医療用素材としてのコラーゲンビトリゲルを作製した。

作製したのは,透明性に優れた半球面形状のアテロコラーゲンビトリゲル膜の新素材。この新素材は,ウサギの眼への移植試験では炎症などを起こさず,透明性を維持して良好に定着した。また足場として,ヒト細胞の付着性に優れており,ヒトの角膜内皮細胞を培養することで,再生医療に用いるための角膜内皮を再現できた。

研究グループは新素材について,強度や高分子タンパク質の透過性にも優れているため,さまざまな医療機器や医薬品の開発に活用できるとしている。今後は,足場素材にヒトの角膜内皮細胞を培養することで再構築できる角膜内皮組織の安全性や治療効果のデータを蓄積して,一刻も早い角膜再生医療の実現に向けて取り組むとしている。

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