ヒト骨髄細胞抽出物は唾液腺への放射線障害を軽減する

Human Bone Marrow Cell Extracts Mitigate Radiation Injury to Salivary Gland.

抄録

唾液腺への放射線障害の緩和は、マウス骨髄からの無細胞抽出物を用いて以前に報告されている。しかし、この可能性のある治療法を臨床応用に一歩近づけるためには、ヒト骨髄細胞抽出物（BMCE）を試験する必要がある。ここでは、ヒトBMCEを投与した免疫不全マウスの放射線誘発唾液腺損傷は、生理食塩水投与マウスに比べて唾液分泌量が50％多く、BMCEは急性炎症反応を追加で起こさなかったことを報告する。また、BMCEの中で最も治療効果の高い細胞画分を特定するため、ヒト骨髄を3つの細胞画分（単核球、顆粒球、赤血球）に分別し、それぞれの細胞抽出液を試験しました。その結果、単核球抽出物（MCE）が最も治療効果が高いことが確認されました。唾液分泌量を16週間にわたり50%から73%増加させ、唾液実質細胞と間質細胞を保存し、炎症反応を抑えながら細胞増殖率を2倍にすることができたのです。一方、顆粒球の細胞抽出液は効果が短く、急性炎症反応を誘発し、赤血球の細胞抽出液は唾液機能に対する治療効果がなかった。MCEには、いくつかの血管新生因子（MMP-8, MMP-9, VEGF, uPA）と血管新生阻害因子（TSP-1, PF4, TIMP-1, PAI-1）が確認されました。さらに、BMCEとMCEの臨床応用の利点として、男性および女性ドナーの細胞抽出物は生物活性が同等であり、細胞抽出物は細胞よりも保存や輸送がはるかに便利であることが挙げられた。これらの知見は、ヒトBMCE、特にMCE画分が放射線照射による唾液機能低下に対する有望な治療法であることを示唆している。

Mitigation of irradiation injury to salivary glands was previously reported using a cell-free extract from mouse bone marrow. However, to bring this potential therapy a step closer to clinical application, a human bone marrow cell extract (BMCE) needs to be tested. Here, we report that irradiation-induced injury of salivary glands in immunocompetent mice treated with human BMCE secreted 50% more saliva than saline-injected mice, and BMCE did not cause additional acute inflammatory reaction. In addition, to identify the cell fraction in BMCE with the most therapeutic activity, we sorted human bone marrow into 3 cell fractions (mononuclear, granulocyte, and red blood cells) and tested their respective cell extracts. We identified that the mononuclear cell extract (MCE) provided the best therapeutic efficacy. It increased salivary flow 50% to 73% for 16 wk, preserved salivary parenchymal and stromal cells, and doubled cell proliferation rates while producing less inflammatory response. In contrast, the cell extract of granulocytes was of shorter efficacy and induced an acute inflammatory response, while that from red blood cells was not therapeutically effective for salivary function. Several proangiogenic (MMP-8, MMP-9, VEGF, uPA) and antiangiogenic factors (TSP-1, PF4, TIMP-1, PAI-1) were identified in MCE. Added advantages of BMCE and MCE for potential clinical use were that cell extracts from both male and female donors were comparably bioactive and that cell extracts could be stored and transported much more conveniently than cells. These findings suggest human BMCE, specifically the MCE fraction, is a promising therapy against irradiation-induced salivary hypofunction.