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スタンフォードの科学者たちが軟骨を再生し、関節炎を止める方法を発見

124日前原文(sciencedaily.com)

概要

  • Stanford Medicine主導の研究で、 老化関連タンパク質15-PGDH を阻害する注射が高齢マウスの 膝軟骨再生 を実現
  • 同治療は ACL損傷後の関節炎予防 にも効果を示し、 人間の軟骨サンプル でも再生反応を確認
  • 経口薬の臨床試験 も進行中で、将来的には 関節置換手術の回避 が期待
  • 根本治療 としての新アプローチで、既存治療とは異なる
  • 特許出願・企業連携 も進行中

Stanford Medicineの研究：老化と軟骨再生の新治療

  • 15-PGDH阻害剤 の注射により、高齢マウスの 膝関節軟骨の自然な減少を逆転 させる効果を確認
  • ACL損傷に類似した膝の怪我後の 関節炎発症も抑制
  • 人間の膝関節置換術時の軟骨サンプル でも、同様の再生効果を観察
  • 細胞外マトリックス と 軟骨産生細胞（Chondrocyte） の両方で新しい機能的軟骨が形成
  • 経口薬（ピル）や局所注射 による治療の将来性
  • 成功すれば、 膝・股関節置換手術の減少 や不要化も視野

変形性関節症（OA）への直接的アプローチ

  • 変形性関節症（Osteoarthritis） は米国成人の約5人に1人が罹患、年間医療費は 約650億ドル
  • 現在の治療は 痛み管理や外科的置換 が中心
  • 軟骨損傷を遅延・逆転させる薬剤は未承認
  • 今回の新アプローチは 疾患の根本原因への直接攻撃 を目指す

老化酵素「15-PGDH」とその役割

  • 15-PGDH は 老化とともに増加するタンパク質（Gerozyme）
  • 2023年に同研究チームがGerozymeを発見、 組織機能低下の要因 と判明
  • 15-PGDH阻害剤 で高齢マウスの筋肉量・持久力が増加
  • 若いマウスで 15-PGDH過剰発現 させると筋肉が萎縮・弱体化
  • 骨・神経・血液細胞の再生にも関与
  • 軟骨では 幹細胞を介さず、Chondrocyteの遺伝子発現が若返る 特徴

新たな組織再生の道

  • 幹細胞非依存型の組織再生 という新しいメカニズム
  • Helen Blau教授 （微生物学・免疫学）、 Nidhi Bhutani准教授 （整形外科）が主導
  • 研究成果は Science誌 に掲載
  • Mamta Singla博士、Yu Xin (Will) Wang博士 が筆頭著者

関節軟骨の劇的な再生

  • 関節痛・腫れ に苦しむ高齢者は世界中で多数存在
  • これまで 軟骨損失の原因に直接作用する薬剤は存在しなかった
  • Gerozyme阻害剤 は従来薬や介入法を超える 劇的な再生効果 を示す
  • 人体の主な軟骨は 弾性軟骨・線維軟骨・硝子軟骨（Hyaline cartilage）
  • 硝子軟骨 は関節に多く、 変形性関節症で最も損傷しやすい部位

軟骨が再生しにくい理由

  • 老化・外傷・肥満 で関節に負荷→Chondrocyteが炎症分子・コラーゲン分解酵素を放出
  • コラーゲン減少で軟骨が薄く・柔らかく変性
  • 炎症が腫れ・痛み を引き起こす
  • 硝子軟骨自体の 再生能力は極めて限定的
  • 骨内には軟骨形成能のある細胞が存在するが、 関節軟骨内では未確認

老化・プロスタグランジン・修復の関連

  • Blau研究室では プロスタグランジンE2 が筋肉幹細胞機能に必須と解明
  • 15-PGDH はプロスタグランジンE2を分解
  • 15-PGDH阻害やE2増加 で筋肉・神経・骨・消化管・肝臓・血液細胞の修復を促進
  • 膝軟骨の15-PGDH量は 加齢で2倍に増加

高齢マウス膝での軟骨再生

  • 15-PGDH阻害剤 を腹腔または膝関節内に投与
  • 加齢で薄くなった軟骨 が関節全体で厚く再生
  • 再生組織は 機能的な硝子軟骨 であることを確認
  • 劇的な再生効果を研究者も驚嘆

ACL損傷後の関節保護

  • ACL損傷モデルマウス でも同様の再生・保護効果
  • 4週間の治療で 変形性関節症の発症率が大幅低減
  • コントロール群は15-PGDHが2倍、全例で関節症発症
  • 治療群は 運動機能も良好に回復

幹細胞を使わない軟骨細胞の再プログラム

  • 高齢マウスのChondrocyteは 炎症・骨化遺伝子が増加、軟骨形成遺伝子が減少
  • 治療でこれらの発現パターンが若返り
  • 15-PGDH産生細胞集団 が8%→3%に減少
  • 硝子軟骨関連遺伝子発現細胞 が22%→42%に増加
  • 幹細胞や前駆細胞を介さず、既存細胞の遺伝子発現を若返らせる

ヒト軟骨サンプルでの証拠

  • 変形性関節症患者の膝軟骨 でも1週間の治療で
    • 15-PGDH産生細胞の減少
    • 軟骨分解・線維軟骨遺伝子発現の低下
    • 硝子軟骨再生の初期兆候を確認
  • 既存細胞の遺伝子発現を変化させるという新たな再生機構

今後の展望と臨床応用

  • 15-PGDH阻害剤の筋力低下治療用フェーズ1試験 で安全性・有効性を確認済み
  • 軟骨再生を目的としたヒト臨床試験 の開始を目指す
  • 成功すれば 関節置換手術の回避やQOL向上 に直結
  • Stanford大学・Epirium Bio・Myoforte などとの産学連携・特許出願も進行中
  • 研究は NIH・各種財団・企業フェローシップ の支援で実施

Hackerたちの意見

もちろん、なんで良い研究はいつもマウスでやるんだろうね？スタンフォード医学の研究者たちが主導した研究によると、老化に関連するタンパク質をブロックする注射が、老齢のマウスの膝の軟骨の自然な減少を逆転させることができるらしいよ。

└

人間からマウスへの変身問題を調べるために、科学者にお金を払うべきかな。

└

私たちはマトリックスの中に生きていて、マウスが支配者なんだ。

└

あのホイールで走るのが原因だよ、膝には悪いよね。

└

ダグラス・アダムスは今でも先を行ってるね。

└

マウスの段階を超えて人間でテストされる研究はほんの少しの割合しかないから、マウスで行われた研究が人間よりもずっと多いってことだよね。だから、マウスの生物学については人間の生物学よりも詳しいってことになる。時間が経つにつれて、マウスでポジティブな結果を出すのがどんどん簡単になっていくんだろうけど、それが人間の成功とは無関係なんだよね。

└

ミッキーマウスは医療研究に資金を出せるだけの十分なお金を持ってるから、ケチじゃないんだよね。

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adx6649 15-ヒドロキシプロスタグランジン脱水素酵素の小分子阻害剤が軟骨再生を引き起こすらしい。早く人間での試験に進めてほしいな。

└

「筋力低下のための15-PGDH阻害剤の第1相臨床試験では、健康なボランティアにおいて安全で効果的であることが示されました。私たちの希望は、軟骨再生の効果を試すために同様の試験がすぐに始まることです。」 - ヘレン・ブラウ、バクスター幹細胞生物学研究所 & ドナルド・E・バクスター財団教授

└

もう人間の試験が進行中なんだって… 筋力低下を防ぐために試されてるらしい。患者の中には関節炎の人もいて、統計的な改善が評価できるみたい。GLP1でも同じことがあったよね。

基本的に体の成長過程は化学物質で誘導できるんだよね。だから今、みんなその化学物質を使い始めてる。どうなるか見ものだね。

融合エネルギー、軟骨再生、室温半導体、量子コンピューティング。

def generate(topic, year):
    return f"科学者たちが{topic}で大きなブレークスルーを達成しました"

Linux自体よりも「Year Of The Linux Desktop」なテーマは他にないよね。

└

バッテリー技術

└

アルツハイマー病のことも忘れないでね。

└

ヘレン・ブラウのことは知ってるよ。彼女のチームはテロメアや老化、心筋症の逆転、HIVなど、いろんなことに取り組んでる。本当に命を延ばしたり、健康を改善したりすることに本気で取り組んでるんだ。もし彼らの興味の一つでも実を結べば、何百万もの人々にとって革命的なことになるだろうし、彼らはあなたの命を救うためにやってるんだよ、ハッカーニュースでの評価のためじゃなくて。彼らはかなり匿名で控えめだと思うけど、私は大ファンで、彼らが研究していることの「年」になってほしいな。いくつか挙げたけど、私が知らないものもたくさんあると思う。これらのことは思っているよりも密接に関連している気がして、彼らがこの道を進む中で、他のいろんなことを見つけているのが本当に魅力的だよね。心臓病や心不全は、今私たちが命を落とす大きな要因の一つだし、老化プロセスやT細胞の生産停止、テロメアの短縮などが絡み合っているのが、これと結びついているのが嬉しい。私があと20年生きることよりも、もっと大きな絵を見てくれていることが嬉しいよ。立ち上がってトイレに行くのも大変だったり、ベッドに縛り付けられてチューブに繋がれてうめいているのは嫌だしね！

└

「Year Of The Linux Desktop」 ウィンドウズ11の後、マイクロソフトは今年私たちをそこに導くためにできることは全部やったよね。

└

これに関してLinuxを叩くのはちょっと不公平だと思うな、たとえ「少し劣る」って暗に言われてても。自分はゲームのためにずっとWindowsをメインに使ってきたし、その前はDOSだった。数ヶ月前にそれが変わったんだけど、今このコメントを書くために初めて試してみたことがある。Win10のドライブをマウントして、適当に古いWindowsゲームのEXE（2006年の「Prey」デモ）を選んで、「非Steamゲーム」としてちょっとメニューをいじったら、ちゃんと起動した！10FPSしか出ないかもしれないけど、最初の期待よりは全然良かった。若い頃の「Linuxデスクトップの時代」では、こんなに楽観的じゃなかったな。最近のゲームに関しては、特定のゲームがクソみたいなアンチチートのルートキットと干渉しない限り、デュアルブートのために古いドライブを持っておく理由はほとんどないよ。

└

「常温半導体」はもうしばらく前から存在してると思うよ。

└

解決されてないことに関するサバイバー・バイアス。特に欠けてるのは： 脂肪ピル、HIVの治療、嚢胞性線維症。まだ解決されてないことを笑い飛ばすけど（「いつも10年後だ！」ってね）、科学者たちが解決するまでずっと10年後だったものを無視してるよね。

└

ずっと前に、/. でマウスの視神経再生についての記事を読んだことがある。確か、格子状のものを作って、幹細胞をそれに注入して、他にもいろいろやった結果、新しい視神経が成長したんだ。でも、可哀想なマウスの目を取り除かなきゃいけなかったから、実質的には何も得られなかった（結局、片方の目しか機能してないマウスが残った）。進展があれば、自分も働く視神経が手に入るかもって期待してたけど、全然進展なし。20年以上も進展がないままだった。誰かが論文を発表して、その後は別のことをやってたみたい。視神経に問題がある子供の約98%には、反対側の目をパッチで覆うことで視神経が成長するんだけど、私はその（不）運の2%に入っちゃってる！ 確かに、持ってる健康問題の中では一番悪いわけじゃないけどね。

これ、リウマチに効くのかな？自分は全然詳しくないから、全く別のことかもしれないけど、知り合いがリウマチで本当に大変そうなんだよね。治療法が出てくるといいな。

└

raは自己免疫疾患だよ。

肩を関節鏡で「クリーンアップ」したことがあるけど、痛みが動きを妨げる大きな要因になってる。中世の時代に逆戻りしない方法で、もっとマットの上に長くいたいな。これが実現するのがすごく楽しみ！

└

物理療法と運動で良くなるよ。自分は完全に（100%）痛みのない可動域を取り戻すのに20年かかった。時々不快な場所に行くこともあるけど、自分で解放できるし、今は筋肉のトーンを保てるようになったよ。

HNでマウス研究についての投稿を見ると、いつも疑いの声が上がるよね。自分は素人だから、ちゃんとしたコメントと「俺も俺も」的な反対意見を見分けるのが難しい。マウスモデルが人間の試験で成功率が高い分野や低い分野ってあるのかな？

└

問題は2つあって、成功率（約5%）と時間だね... たとえ人間で成功しても、実用化には5〜10年かかるし（手頃になるのは20〜30年後）、これは反対意見を言ってるわけじゃなくて、現実を見てるだけだよ。

└

[遅延]

残念ながら、まだ何年もかかりそう。人間側では多くの試験と失敗の可能性があるから、HNでこれを見て、ほとんどが何も進まないか、あなたの生きている間には見られないようなものだと気づくのはがっかりするよね。フェーズ3の試験に入っていないものはフラグを立てるべきかもね :)

└

記事によると、人間の組織サンプルでは効果があったみたいだね。研究者たちは、変形性膝関節症で全膝置換手術を受ける患者から取った軟骨もテストしたんだ。15-PGDH阻害剤で1週間治療した後、組織は15-PGDHを生成する軟骨細胞が減って、軟骨の劣化や線維軟骨の遺伝子の発現が減少し、関節軟骨再生の初期兆候が見られた。だから、個人的には試験に進むことに希望が持てると思うよ。

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S01637... 関節炎を減らして、がんになる？