德島大學研究生院醫齒藥學研究部齒學域組織再生控制學領域的夏霖澤特任研究員和山本朗仁教授等人組成的研究團隊，與小兒齒科學領域的岩崎智憲教授、口腔顎顏面矯正學領域的田中榮二教授、名古屋大學研究生院醫學系研究科的日比英晴教授聯合發表研究成果稱，將幹細胞誘導分化的巨噬細胞培養液（CM）注入變形性關節炎模式小鼠活體內後，關節軟骨出現了再生。這一發現有助於推動利用從外周血中得到的巨噬細胞進行安全、低成本的關節再生醫療。相關研究成果已於2024年2月16日發表在美國科學雜誌《Stem Cells Translational Medicine》線上版上。
圖1 未來的巨噬細胞冶癒示意圖（供圖：德島大學）
罹患變形性關節炎後，由於關節軟骨和骨骼的變形導致運動失功能和劇烈疼痛，會使患者的健康水平顯著下降。據推測，日本國内有1000萬名有自覺病徵的患者。近年來，採集自體軟骨細胞或滑膜來源間充質幹細胞，培養後移植到關節傷害部位的再生醫療已開始實際應用，但這些方法價格昂貴且侵入性強。
此次，研究團隊發現，將乳齒牙髓幹細胞（SHED）的細胞培養液（SHED-CM）注入顳顎關節變形性關節炎小鼠活體內後，可透過誘導分化組織開墾巨噬細胞（M2）來抑制關節軟骨的傷害。注入M2的細胞培養液（M2-CM）後，軟骨的發炎反應和基質破壞反應等被抑制，而軟骨細胞增殖和軟骨基質再生反應等得到了促進。
透過全面的蛋白分析發現，Wnt訊號拮抗物質——分泌型Frizzled相關蛋白質1（sFRP1：Wnt訊號傳導的調節因子）是M2-CM的主要療效因子。Wnt蛋白質會與細胞膜上的Frizzled接受者結合，傳遞控制細胞增殖和分化等的訊號。
圖2 透過組織開墾巨噬細胞激活關節軟骨再生功能的機制（供圖：德島大學）
研究證明了利用從外周血中得到的巨噬細胞進行關節再生醫療的可能性。間充質幹細胞（MSC）的採集需要手術，但巨噬細胞可以從外周血中採集，因此侵入性較低。此外，外周血中的巨噬細胞與MSC不同，不會隨着年齡增長而變化。如果使用由（ES）胚胎幹細胞或（iPS）多功能細胞誘導分化的M2巨噬細胞進行冶癒，有望實施更加安全和低成本的再生醫療。
山本教授說：「小鼠的顳顎關節是一個相當小且堅硬的組織，爲了獲得可信度高的實驗結果，我們花費了大量時間。論文的第一作者專注於幫助那些飽受開口障礙困擾的患者，堅持不懈地進行研究並最終完成了成果發表。另一方面，本次的研究揭示了Wnt訊號調控對於顳顎關節軟骨再生是至關重要的。未來，我們認爲透過全面地分析關節再生相關的訊號，爭取開發出更高效、更安全的關節再生療法。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Stem Cells Translational Medicine
論文：Conditioned Medium from Stem Cells of Human Exfoliated Deciduous Teeth Alleviates Mouse Osteoarthritis by Inducing sFRP1-Expressing M2 Macrophages
DOI：10.1093/stcltm/szae006
