報告された新しい研究によると、免疫系が膵臓のインスリン細胞を攻撃するのを止めるように、血液幹細胞中の特定のタンパク質のレベルを上昇させることは、1型糖尿病を止める方法となりうる。
マサチューセッツ州のハーバード大学医学部のボストン・チルドレン病院の研究者らは、欠損血幹細胞を改変して糖尿病マウスの高血糖を逆転させ、PD-L1と呼ばれるタンパク質の産生を増加させることができることを発見した。
1型糖尿病では、膵臓が十分なインスリンを産生しない。十分なインスリンがないと、体は血糖やグルコースを細胞のエネルギーに変換することができず、その結果血流に蓄積します。
時間が経つにつれて、高血糖、または高血糖は、視力の問題および血管、神経、および腎臓への損傷のような重大な合併症を招く。
免疫システムがベータ細胞を攻撃する
米国で糖尿病と診断された2,310万人のうち約5％が1型糖尿病を抱えています。
体は膵臓のインスリンを産生します。インスリンは胃のすぐ後ろに座っている器官です。それは通常、血液中のグルコースレベルを感知し、適切な量のインスリンを放出して糖レベルを正常に維持するインスリン産生β細胞を含む。
1型糖尿病では、免疫系の欠陥が、炎症性T細胞（通常は「異物」と反応する）を膵臓のβ細胞に攻撃させる。これについての正確なことは誰も知っていませんが、科学者はウィルスや環境内の他のトリガーが、特定の遺伝遺伝子を持つ人に感染する可能性があると考えています。
1型糖尿病の治療法を模索している科学者の「聖杯」は、ベータ細胞の免疫攻撃を予防または阻止する方法を見つけることです。
細胞活性を停止させる「細胞増殖抑制剤」、免疫応答を変化させるワクチン、および臍帯から採取した幹細胞を使用する治療を含むいくつかのアプローチが試みられている。
「血液幹細胞の欠損」
より有望なアプローチの1つは、自分自身の血液形成幹細胞を用いて人の免疫系を「再起動」しようとする「自己骨髄移植」である。しかし、この方法でさえ、医師が望んでいたほど効果的ではないことが証明されています。
今回の新しい研究では、ハーバード大学医学部のボストン小児病院の小児科助教授であるパオロ・フィオリーナ上級研究員が率いる研究者が、なぜ自分自身の血液幹細胞を使った治療法が必ずしも機能しないのかを知っているかもしれない。
フィオリナ教授は、「糖尿病では、血液幹細胞に欠陥があり、炎症を促進し、疾患の発症につながる可能性がある」と説明しています。
彼らが発見した欠点は、血液幹細胞、すなわち成熟細胞を生じる前駆細胞は、T細胞による攻撃を支配するPD-L1と呼ばれるタンパク質を十分に産生しないことである。
彼らは、遺伝子発現プロファイリングを使って、血液幹細胞が作るタンパク質を発見しました。彼らは、PD-L1産生を制御する経路の遺伝子ネットワークが、糖尿病のヒトおよびマウスの血液幹細胞において異なることを見出した。この相違は、たとえ疾患の初期段階であっても、産生されるPD-L1を停止させるのに十分である。
「免疫系の再構築」
PD-L1は、免疫系をバランスよく保つのに役立つ「免疫チェックポイント」分子です。 T細胞の表面に座っているPD-1という別のタンパク質に栓をすると、PD-1はそれらを不活性化する。
科学者らは、血液幹細胞を処理してより多くのPD-L1を作製し、その後それらをヒトおよびマウス細胞で試験する多数の実験を行った。彼らは、改変された血液幹細胞が、ヒトおよびマウス細胞の両方で炎症性免疫反応を減少させることを見出した。
糖尿病マウスに改変幹細胞を注射すると、細胞は動物の膵臓に移動し、短期間に高血糖を逆転させることが分かった。長期的には、マウスの3分の1は残りの人生で正常レベルの血糖値を維持しました。
「これらの細胞を注射すると、免疫系の再形成が実際に起こります」とフィオリーナ教授は指摘する。
研究者らは、血液幹細胞をPD-L1にするための2つの方法、すなわちPD-L1に健常な遺伝子を挿入する方法と細胞のタンパク質機構を3つの小さな分子の「カクテル」で修飾する方法を実験しました。どちらの方法も同じ糖尿病の逆転効果を示した。
「このアプローチの美しさは、患者自身の細胞を使用するため、悪影響が全くないことです。」
Paolo Fiorina教授
その間に、研究者は小分子のカクテルを使用する方法を改善するために民間企業と協力しています。彼らは、このアプローチの臨床試験を1型糖尿病の治療薬として開始することを望んでいます。
