糖尿病を治療する膵島(すいとう)移植に有効な新しい膵島分離酵素を突き止め、膵臓からの膵島細胞回収率を向上させる新規酵素カクテルの開発に、東北大学未来科学技術共同研究センター(大学院医学系研究科兼務)の後藤昌史(ごとう まさふみ)教授らが成功した。数年後の実用化を目指している。膵島移植の可能性を高める方法として期待される。

図1. 膵島移植による細胞治療の概念図(提供：東北大学)

東北大学大学院医学系研究科の大内憲明(おおうち のりあき)教授、佐藤真実(さとう まみ)医師、同大大学院医工学研究科の村山和隆(むらやま かずたか)准教授、東京農工大学大学院農学研究院の山形洋平(やまがた ようへい)教授らとの共同研究で、3月25日付の米科学誌Transplantation オンライン版に発表した。

図2. 新しい膵島分解酵素カクテルの概念図(提供：東北大学)

表. 従来の酵素カクテルと、新たに開発した酵素カクテルの比較(提供：東北大学)

膵島移植は、全身麻酔や開腹手術を一切必要とせず、 ごく少量の膵島細胞を点滴の要領で注射すればよいため、画期的な糖尿病治療として注目されている。脳死と心停止移植の一環として国内では、22人の糖尿病患者にこれまで実施され、京都大学や東北大学など6大学で臨床試験が進んでいる。しかし、提供された膵臓から膵島細胞を分離するのは難しい。1個の膵臓には約100万個の膵島があるが、膵島分離効率はまだ30%程度と収量が少ない。このため、インスリンを分泌する膵島の移植を1人の患者に2、3回繰り返す必要がある。

現在、膵臓から膵島を分離するためのタンパク質分解酵素には、異なる2種の細菌由来酵素(コラゲナーゼとサーモリシン)のカクテルが世界中で広く使われていが、分離効率が低さが大きな課題だった。これまでの研究で、コラゲナーゼ産生菌由来の他の酵素成分が膵島分離成功の鍵を握ることが指摘されてきたが、その成分はわかっていなかった。

研究グループは、鍵を握る第3の成分として、クロストリパインというタンパク質分解酵素を見いだした。この酵素を、コラゲナーゼと中性プロテアーゼという同じ細菌が産生する分解酵素と混ぜてカクテルのように使うと、相性が良くて相乗効果を発揮し、膵島分離効率と分離膵島の活性を約4割向上できることをラットの膵臓の実験で初めて示した。

後藤昌史教授は「現在の膵島移植の最大の課題のひとつである『膵島分離の低い効率』を改善するのに有用な発見だ。われわれは世界に先駆け、臨床応用可能なクロストリパインの純正品を開発することに成功している。今後その実用化へ向けて、研究を発展させたい」と意義を強調する。

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