No 24　獣医眼科領域での間葉系幹細胞関連療法

この総説は、角膜損傷、ブドウ膜炎、網膜変性などの様々な眼疾患に対する間葉系幹細胞(MSCs)療法の臨床的なエビデンスと展望を包括的に調査し、現在の課題と機会を強調し、この分野を前進させ、MSCsベースの治療法を臨床実践に移すための戦略に関する洞察を提供することを目的としている。

MSC療法における送達方法は、眼組織への効率的なターゲティング、組織修復と再生の促進、潜在的な副作用の最小化を目的としている。主な送達方法として、結膜下注射、局所投与（点眼薬）、静脈内投与、硝子体内注射、および足場を用いた送達が挙げられる。結膜下注射は、角膜潰瘍の治療によく用いられる方法であり、局所投与は、非侵襲的なアプローチとして角膜潰瘍の治療に用いられる。静脈内投与は全身的な送達を可能にする一方で、眼部位での生物学的利用能が低く、全身性の免疫反応を引き起こす可能性がある。硝子体内注射は、網膜疾患に対する研究が進められている。足場を用いた送達は、組織工学的なアプローチであり、細胞の付着、増殖、組織形成をサポートする構造的フレームワークを提供し、MSC、成長因子、および生物材料を組み合わせて組織再生を促進する。最適な送達経路は、疾患の種類、重症度、および患者の状態によって異なる。

結膜損傷は、獣医医療において一般的な臨床上の懸念事項であり、遅延または不完全な治癒は、角膜の透明性が損なわれることによる視覚障害の重大なリスクをもたらす。MSCは、成長因子、サイトカイン、細胞外小胞などの生物活性因子を放出し、損傷した角膜組織内での再生プロセスを促進する。これらの分子は、細胞増殖、遊走、分化、および細胞外マトリックスの再構築などの様々な細胞活動を調節し、角膜欠損の修復を促進する。MSCのパラクリン効果は、迅速な角膜創傷治癒に重要な役割を果たす。臨床研究では、他家脂肪由来MSCの局所投与や結膜下注射が、角膜潰瘍の治療に有効であることが示されている。また、歯髄由来のMSCも角膜潰瘍の治療に有効である可能性が示されている。さらに、角膜デスメ瘤の治療においては、イヌ他家卵巣由来MSCの結膜下注射と局所投与が安全かつ効果的であることが示されている。これらの結果は、MSC療法が角膜潰瘍の治療において、手術に代わる有効な治療法となる可能性を示唆している。

KCSは、犬で一般的な眼疾患であり、不十分な涙液産生または涙液の質の低下を特徴とし、角膜と結膜の乾燥と炎症を引き起こします。KCSの主な病因は、涙腺およびマイボーム腺、ならびに結膜杯細胞を標的とする免疫介在性反応にある。MSC療法は、免疫調節作用により、KCSの病因に関わる異常な免疫反応を調節できるため、有望な治療戦略として注目されている。臨床研究では、他家脂肪由来MSCの局所投与が、KCSの犬の炎症マーカーのレベルを低下させ、臨床症状を改善することが示されている。さらに、涙腺へのMSCの直接注入は、長期的な治療効果を提供できる可能性がある。コンタクトレンズを介したMSCの眼表面への移植も、KCSの治療に有効である可能性が示されている。これらの結果は、MSC療法が、従来の免疫抑制療法に反応しないKCSの犬にとって、有望な治療選択肢となる可能性を示唆している。

猫の好酸球性角膜炎は、好酸球やその他の炎症細胞の浸潤を特徴とする慢性炎症性疾患であり、MSCの免疫調節能力が治療の可能性として注目されている。臨床研究では、他家脂肪由来MSCの結膜下注射が、好酸球性角膜炎の猫において、安全かつ効果的であり、再発も認められないことが示されている。馬の免疫介在性角膜炎(IMMK)は、慢性的な角膜混濁を特徴とする疾患であり、MSC療法が有効な治療戦略となる可能性が示されている。臨床研究では、自家骨髄由来または筋肉由来MSCの結膜下注射が、IMMKの馬において、角膜の透明性を改善し、血管新生を減少させることが示されている。これらの結果は、MSC療法が、様々な種の免疫介在性角膜炎の治療において、有望な選択肢となる可能性を示唆している。

この総説では、網膜変性、眼の化学熱傷、および慢性表層性角膜炎に対するMSC療法の可能性についても言及されている。網膜変性に対する研究では、MSCの網膜細胞の生存を促進する栄養因子の分泌能力と多系統分化能が期待されている。眼の化学熱傷の治療においては、MSCの抗炎症作用と組織修復作用が期待されている。慢性表層性角膜炎の犬においては、他家脂肪由来MSCが臨床的に安全な治療選択肢として報告されている。また、組織工学的なアプローチにおいて、MSCは成長因子と足場とともに利用され、組織再生を促進する上で重要な役割を果たしている。

• プロトコルの標準化：MSCの分離、特性評価、および投与のための標準化されたプロトコルを確立することが重要である。

• 最適な投与経路の決定

• 長期的な安全性と有効性の評価

• 精度の向上：MSCを足場やハイドロゲルに組み込むことで、細胞の正確なターゲティング、生存率、機能を向上させることができる。また、細胞フリー戦略は、MSCの生物活性分子を利用することで、細胞移植に伴うリスクを回避しながら治療効果を促進することができる。

表　動物眼科領域における様々な疾患に対するMSC治療の可能性を評価した臨床報告の主な特徴

表の文献リスト

• Novaes et al. 2023
  Efficacious cellular therapy of descemetocele in a dog
  （イヌにおけるデスメ瘤の効果的な細胞療法）
  Can Vet J. 2023 Jan;64(1):31-33. 
  PMID: 36593942 PMCID: PMC9754138

• Falcão et al. 2019
  Effect of allogeneic mesenchymal stem cells (MSCs) on corneal wound healing in dogs.
  （犬の角膜創傷治癒に対する他家間葉系幹細胞(MSCs)効果）
  J Tradit Complement Med 2019 May 3;10(5):440-445. doi: 10.1016/j.jtcme.2019.04.006.
  PMID: 32953559

• Palafox-Herrera et al. 2023
  Use of mesenchymal stem cells in corneal ulcers in dogs: a Case Report
  （犬の角膜潰瘍に対する間葉系幹細胞の使用：症例報告）
  Mathews J Vet Sci 7(2):1–5 doi: 10.30654/MJVS.10020

• Villatoro et al. 2018a
  Safety and efficacy of the mesenchymal stem cell in feline eosinophilic keratitis treatment
  （ネコ好酸球性角膜炎治療における間葉系幹細胞の安全性と有効性）
  BMC Vet Res. 2018 Mar 27;14(1):116. doi: 10.1186/s12917-018-1413-4
  PMID: 29587744

• Davis et al. 2019
  Subconjunctival bone marrow-derived mesenchymal stem cell therapy as a novel treatment alternative for equine immune-mediated keratitis: A case series
  （ウマ免疫介在性角膜炎の新しい代替治療法としての結膜下骨髄由来間葉系幹細胞療法：症例シリーズ）
  Vet Ophthalmol. 2019 Sep;22(5):674-682. doi: 10.1111/vop.12641.
  PMID: 30715781

• Narinx et al. 2023
  Subconjunctival autologous muscle-derived mesenchymal stem cell therapy: A novel, minimally invasive approach for treating equine immune-mediated keratitis
  （結膜下自己筋由来間葉系幹細胞療法：ウマ免疫介在性角膜炎を治療するための低侵襲性の新しいアプローチ）
  Vet Ophthalmol. 2024 Sep;27(5):424-433. doi: 10.1111/vop.13175.
  PMID: 38071501

• Sgrignoli et al. 2019
  Reduction in the inflammatory markers CD4, IL-1, IL-6 and TNFα in dogs with keratoconjunctivitis sicca treated topically with mesenchymal stem cells
  （間葉系幹細胞を局所的に治療した乾性角結膜炎の犬における炎症マーカーCD4、IL-1、IL-6、TNFαの減少）
  Stem Cell Res. 2019 Aug:39:101525. doi: 10.1016/j.scr.2019.101525.
  PMID: 31430719

• Wei et al. 2022
  Topical applications of allogeneic adipose-derived mesenchymal stem cells ameliorate the canine keratoconjunctivitis sicca
  （他家脂肪由来間葉系幹細胞の局所適用は、イヌの乾性角結膜炎を改善する）
  BMC Vet Res. 2022 Jun 10;18(1):217. doi: 10.1186/s12917-022-03303-7.
  PMID: 35689226

• Bittencourt et al. 2016
  Allogeneic Mesenchymal Stem Cell Transplantation in Dogs With Keratoconjunctivitis Sicca
  （乾性角結膜炎の犬における他家間葉系幹細胞移植）
  Cell Med. 2016 Oct 18;8(3):63-77. doi: 10.3727/215517916X693366.
  PMID: 28003932

• Villatoro. et al. 2015
  Use of adipose-derived mesenchymal stem cells in keratoconjunctivitis sicca in a canine model
  （イヌモデルにおける乾性角結膜炎における脂肪由来間葉系幹細胞の使用）
  Biomed Res Int. 2015:2015:527926. doi: 10.1155/2015/527926.
  PMID: 25802852

• Ozgermen et al. 2021
  Transplantation of limbal derived MSCs grown on contact lenses in dogs with dry eye syndrome-can stem cells help?
  （ドライアイ症候群のイヌにコンタクトレンズ上で培養した角膜縁由来MSC移植－幹細胞は役立つか？）
   Veterinarski Arhiv, 2021, Vol. 91, No. 4, 349-358  DOI: 10.24099/vet.arhiv.0951.

• Pereira et al. 2022
  Subconjunctival use of allogeneic mesenchymal stem cells to treat chronic superficial keratitis in German shepherd dogs: Pilot study
  （ジャーマン ・ シェパード犬の慢性表在性角膜炎を治療するための他家間葉系幹細胞の結膜下使用: パイロット研究）
  Open Vet J. 2022 Sep-Oct;12(5):744-753. doi: 10.5455/OVJ.2022.v12.i5.20.
  PMID: 36589393
  
  

The therapeutic potential of mesenchymal stromal cell secretome in treating spontaneous chronic corneal epithelial defects in dogs
Res Vet Sci. 2025 Feb 4:185:105559. doi: 10.1016/j.rvsc.2025.105559.
PMID: 39923345

自然発症慢性角膜上皮欠損症(SCCED)は、犬の一般的な角膜疾患であり、Boxer、French Bulldog、Boston Terrierなどの犬種でよく見られる。従来の治療法としては、抗菌薬、潤滑剤、外科的介入（グリッド角膜切開術、ダイヤモンドバー剥離術（DBD)）などがあるが、効果がない場合もある。近年、再生医療の分野では、多血小板血漿(PRP)や間葉系幹細胞(MSCs)を用いた治療法が研究されているが、MSCの分泌物(secretome)は、細胞移植に伴う課題を回避できるという利点がある。MSC分泌物は、成長因子、サイトカイン、ケモカイン、細胞外小胞などを含む複雑な混合物であり、組織再生、血管新生、免疫調節を促進する効果が期待されている。

この研究では、犬の皮下脂肪組織から分離・培養したADMSCを用いてsecretomeを調製し、SCCEDの犬に投与した。DBDを初期治療として行った後、ADMSC secretomeを1日に数回点眼した。その結果、治療した10頭全ての犬で角膜潰瘍が完全に治癒し、臨床症状（眼瞼痙攣、結膜充血、羞明など）速やかに軽減された。特に、既存の治療法に反応しなかった8頭の犬でも効果が見られたことは、ADMSC secretome療法の有効性を示唆している。

この研究には、長期的なフォローアップデータの欠如、対照群の不在、サンプルサイズの小ささなど、いくつかの課題がある。今後は、これらの課題を克服するために、無作為化比較試験を実施し、標準的な外科的介入との直接的な比較を行う必要がある。

ADMSC secretome療法は、保管や投与が容易であり、拒絶反応や腫瘍形成のリスクがないという利点がある。今後、コスト、製造上の課題、保管要件など、臨床応用における課題を評価する必要がある。

Effect of Subconjunctival Injection of Canine Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells on Canine Spontaneous Corneal Epithelial Defects
Animals (Basel). 2024 Nov 13;14(22):3270. doi: 10.3390/ani14223270.
PMID: 39595323

自然発症慢性角膜上皮欠損症(SCCED)は、角膜上皮の異常な成熟と、上皮と実質間の接着不良を引き起こす、表層実質の硝子化無細胞層を特徴とする。従来の治療法であるダイヤモンドバーによるデブリードマンに反応しないSCCEDに対し、cADMSCsの単回結膜下注射が、有効な代替治療となる可能性が示唆された。

研究では、ダイヤモンドバーによる2回のデブリードマンに反応しなかった10眼のSCCEDを対象とした。すべての眼に1 × 10^6個のcADMSCsを単回結膜下注射した。治療前と治療後7日、14日、21日に眼科検査を実施し、涙液中のTNF-αとVEGF-Aの濃度を測定した。その結果、10眼中9眼が21日までに完全に治癒し、平均治癒時間は10.89 ± 1.7日であった。すべての眼で眼の不快感が軽減し、角膜特性の改善と一致した。VEGF-A濃度は治療前(4334.91 ± 1275.92 pg/mL)から治療後21日(3064.61 ± 1028.66 pg/mL)に有意に低下したが、TNF-α濃度には有意な変化は見られなかった。

治療による副作用は観察されず、平均治癒時間は先行研究よりもわずかに短いことが示された。この研究では、単回投与で効果が得られたことが注目される。また、VEGF-A濃度の減少は、cADMSCsが血管新生を抑制する可能性を示唆しているが、TNF-α濃度には有意な変化が見られなかったため、さらなる研究が必要と考えられる。角膜の混濁は、治療後に徐々に減少し、統計的に有意な減少が認められた。

本研究では、すべての眼にデブリードマンと点眼薬治療を併用したため、完全な上皮化がcADMSCs単独によるものとは断定できないことも考慮すべきである。今後の研究では、より多くの炎症性サイトカインを評価し、cADMSCs治療後の角膜細胞接着を透過型電子顕微鏡で観察することが推奨される。

Epithelial regenerative activity of topic administration of canine adipose-derived mesenchymal stem cells secretome in eye drops format—an in vitro study
AME Med J. 2025 Jun 30 vol 10. doi: 10.21037/amj-23-214.

3つの異なるドナーから得られたイヌADMSCのsecretomeを混合し、C1、C2、C3の3つの点眼薬を調製した。3つの点眼薬のバッチは、結果を三重化するために調整し、その違いは製造時期のみであった。ヒト角化細胞株（HaCaT細胞）を用いて、細胞代謝活性（MTTアッセイ）、創傷治癒（スクラッチアッセイ）、および細胞増殖アッセイを実施した。その結果、すべてのsecretomeム点眼薬が、細胞代謝活性を向上させ(P = 0.02)、細胞移動を促進し、スクラッチ創傷閉鎖を加速することが示された。治療群は、対照群と比較して、30％早く創傷が閉鎖した。細胞増殖については、C1とC2群が対照群よりも有意に高い細胞数を維持したが、C3群では有意差は認められなかった。

この研究の限界として、in vitro研究であるため、生体内での組織のシグナル伝達や相互作用を十分に評価できない点が挙げられる。しかし、ADMSC secretome点眼薬が角膜上皮の修復に有望な治療法となる可能性を示す、貴重な基礎データを提供している。今後の研究では、in vivoでの臨床試験を行い、その安全性と有効性を評価する必要がある。さらに、ADMSCの培養条件やsecretomeの抽出方法を最適化することで、治療効果をさらに高めることができる可能性も示唆される。

Equine Corneal Wound Healing Using Mesenchymal Stem Cell Secretome: Case Report
Animals (Basel). 2024 Jun 21;14(13):1842. doi: 10.3390/ani14131842.
PMID: 38997954

角膜潰瘍は馬によく見られる、視力を脅かす可能性のある疾患であり、従来の治療法だけでは困難な場合がある。この症例報告では、脂肪組織由来間葉系幹細胞(ADMSCs)由来のsecretomeを用いて、28歳のイスパノブレトン種の繁殖牝馬の治癒不能な角膜潰瘍の治療に成功したことを報告する。
抗菌薬、抗炎症薬、外科的デブリードマンによる初期治療にもかかわらず、角膜潰瘍は適切に治癒せず、上皮欠損と間質合併症が持続した。別の再生アプローチとして、ADMSC secretomeを患眼に局所投与した。驚くべきことに、secretome投与後1週間以内に、眼瞼痙攣と眼球上視症の臨床症状は消失し、角膜潰瘍は完全な再上皮化、透明性の回復、新生血管の減少を示した。1年半の追跡期間中、再発は認められなかった。この症例は、角膜創傷治癒促進におけるADMSC secretomeの潜在的治療効果を強調し、馬の難治性角膜潰瘍を治療するための新規無細胞療法としての可能性を示唆している。