移植前の「培養時間」が幹細胞の力を弱める
造血幹細胞は、赤血球、白血球、血小板など、すべての血液細胞を生み出すもとになる細胞です。骨髄移植だけでなく、患者自身の造血幹細胞を取り出して遺伝子を修正し、体内へ戻す遺伝子治療でも重要な役割を担っています。
しかし、治療に使うためには、採取した細胞を体外で培養したり、遺伝子を導入したりする操作が必要になることがあります。この時間が長くなると、造血幹細胞が本来持っていた「長期間血液を作り続ける力」を失いやすくなることが課題です。
造血幹細胞は、常に活発に分裂しているわけではありません。健康な骨髄の中では、多くが「静止期」と呼ばれる休んだ状態にあり、必要なときだけ働き始めます。この静かな状態を保つことが、幹細胞としての力を長く維持するうえで重要です。
2026年10月9日、チューリッヒ大学とカリフォルニア大学サンタクルーズ校などの研究グループは、この造血幹細胞を体外で守る新しい方法を『EMBO Molecular Medicine』で報告しました。
使ったのは「activated protein C（活性化プロテインC、aPC）」というたんぱく質です。ヒトの造血幹・前駆細胞をaPCにわずか1時間触れさせることで、細胞が早く成熟してしまうのを抑え、マウスへの移植後にも幹細胞としての性質を保ちやすくなることが示されました。
同じ受容体なのに、細胞の運命は正反対に分かれた
研究チームが注目したのは「PAR1」という細胞表面の受容体です。受容体とは、細胞が外からの情報を受け取るアンテナのような存在です。
PAR1は造血幹細胞にも多く存在していました。研究では、動員末梢血から得たCD34陽性細胞の93.5±6.1％でPAR1が確認されています。特に、より未熟な造血幹細胞に近い細胞では、ほぼすべてがPAR1を持っていました。
興味深いのは、同じPAR1に結合する物質でも、細胞への影響がまったく違ったことです。
一つはaPCです。もう一つは、血液を固める仕組みに関わる「トロンビン」です。どちらもPAR1を刺激しますが、aPCはCREBやAKTという細胞内の経路を活性化し、造血幹細胞を静かな状態に保ちました。
一方、トロンビンではERK1/2やカルシウムシグナルが活性化し、細胞の解糖系も高まりました。解糖系とは、細胞が糖からエネルギーを作る仕組みです。活動量が高まる一方で、造血幹細胞は成熟した血液細胞へ変化しやすくなりました。
つまり「PAR1を刺激するかどうか」だけではなく、何がPAR1を刺激するかによって、幹細胞を守る方向にも、使い切る方向にも信号が分かれることが分かったのです。
わずか1時間の処理後、マウスの骨髄で違いが現れた
研究チームは次に、aPCで処理したヒト造血幹・前駆細胞が、実際の移植後にも働けるかを調べました。
ヒトCD34陽性細胞をaPC、トロンビンなどで1時間処理したあと、免疫不全のNBSGWマウスへ1匹あたり25万個移植しました。各条件7匹ずつを使い、4週間後に骨髄を調べています。
aPCで処理した群では、ヒト由来の未熟なCD34+CD38−細胞の中央値が、対照群と比べて約7倍になりました。一方、トロンビンで処理した群では、この細胞数の中央値が65％減少しました。
さらに研究チームは、一度目のマウスの骨髄細胞を別のマウスへ移植する「二次移植」を行いました。
二次移植は、移植された細胞が一時的に血液を作れるだけでなく、自分自身を維持しながら再び血液細胞を生み出せるかを見る方法です。
aPC群では、7匹すべてでCD34+CD38−細胞の生着が確認されました。さらに7匹すべてで、骨髄球系、B細胞、T細胞という複数の種類のヒト血液細胞が確認されています。
ただし、この試験はマウスへの短期移植です。研究者らは長期生着までは解析しておらず、この点を研究の大きな限界として挙げています。
炎症の中でも「眠ったまま」でいられることが重要
造血幹細胞が力を失う原因は、体外での培養だけではありません。炎症も細胞を休眠状態から引き出し、過剰に分裂させる要因になります。
研究では「IL-1α」という炎症に関わる物質を使い、ヒト造血幹・前駆細胞へ強い増殖刺激を与えました。すると通常は細胞分裂が進みます。
ところが、あらかじめaPCで4時間処理すると、IL-1αによって引き起こされる過剰な増殖が抑えられました。細胞周期を調べても、aPC存在下では休止状態にとどまるCD34陽性細胞が多く保たれていました。
造血幹細胞にとって、分裂することは必ずしも「元気」という意味ではありません。
幹細胞が必要以上に増殖すると、成熟した血液細胞へ変化し、将来のために残しておく幹細胞のプールが減る場合があります。そのため、移植前には細胞をたくさん増やすことだけでなく、「幹細胞のまま保つ」ことが重要です。
今回のaPCは、細胞を積極的に増殖させる薬剤ではありません。むしろ、培養や炎症によって幹細胞が早く働き始めてしまうのを防ぎ、本来の静止状態を保つ方向へ働きました。
これは、幹細胞治療を「細胞数を増やす技術」だけで考えるのではなく、細胞が持つ再生力をいかに失わせずに患者へ戻すかという、新しい視点につながります。
遺伝子治療では「細胞を傷めず加工する」ことが鍵になる
今回の成果が特に重要になる可能性があるのが、造血幹細胞を使った遺伝子治療です。
こうした治療では、患者から造血幹細胞を取り出し、体外で遺伝子を導入・修正してから再び体へ戻します。病気の原因となる遺伝子を修正できても、その過程で造血幹細胞の力が弱くなれば、移植後に十分な血液を作れない可能性があります。
研究チームは、aPCによる短時間処理が、このような体外操作中の造血幹細胞を守る手段になる可能性を示しています。
今回の方法が特徴的なのは、遺伝子そのものを書き換えるのではなく、細胞に一時的な信号を与える点です。1時間だけaPCで処理したあとに洗浄しても、マウス移植後の細胞に違いがみられました。
一方、現段階では人への治療法として使えることが確認されたわけではありません。
研究で使われたaPC濃度や処理時間が、人の細胞治療製造でも最適なのかは分かっていません。aPCには血液凝固を調節する作用もあるため、臨床応用では製造工程や安全性についてさらに検証する必要があります。
また、今回評価されたのは短期の生着です。実際の造血幹細胞移植では、何年にもわたり安定した造血が続くことが重要になります。
「増やす」から「守って戻す」へ、幹細胞移植の質を高める研究
再生医療では、「どれだけ多くの幹細胞を用意できるか」が長く大きな課題でした。しかし今回の研究は、数だけではなく「どのような状態の幹細胞を移植するか」が重要であることを示しています。
aPC処理によって造血幹細胞は激しく分裂するのではなく、静止状態を保ちました。そしてマウスへ移植すると、未熟な細胞をより多く残しながら、複数種類の血液細胞を作る能力を示しました。
研究者らは、PAR1という受容体を「薬で操作できる標的」として捉えています。aPCそのものだけでなく、同じ信号を安全かつ選択的に引き出せる方法が見つかれば、造血幹細胞の培養・遺伝子編集・移植という一連の工程を改善できる可能性があります。
今後は、より長期間の移植実験や、異なる細胞製造条件で同じ効果が得られるかを確認する必要があります。人を対象とした試験へ進むには、安全性や再現性の検証も欠かせません。
それでも「幹細胞を活性化すればよい」のではなく、「必要になるまで静かに守る」という発想は、造血幹細胞の性質に合った考え方です。
採取した幹細胞を加工する技術が高度になるほど、その間に細胞本来の力を失わせないことが重要になります。今回の研究は、移植する細胞の量だけでなく「質」を守ることが、次世代の幹細胞移植や遺伝子治療を支える可能性を示した成果といえるでしょう。
[出典]
EMBO Molecular Medicine
Activated protein C promotes hematopoietic stem and progenitor cell quiescence and engraftment
https://link.springer.com/article/10.1038/s44321-026-00529-y
University of Zurich
Alternative Signaling Pathway Improves Transplantation of Blood Stem Cells
https://www.news.uzh.ch/en/articles/media/2026/Blood-stem-cells.html
Medical Xpress
Alternative signaling pathway improves transplantation of blood stem cells
https://medicalxpress.com/news/2026-10-alternative-pathway-transplantation-blood-stem.html
EurekAlert!
Alternative signaling pathway improves transplantation of blood stem cells
https://www.eurekalert.org/news-releases/1147067
