5種の薬剤カクテル療法でカエルの手足を完全に再生させることに成功。再生医療に光明

　ほとんどの動物は怪我をすると傷口を修復する能力を持っているが、一部の動物は、体の一部を失っても再生する能力を持っている。

　アメリカの研究者らは、カエルの手足を切断し、5種の薬剤を混ぜたものを、シリコン製のキャップに入れ切断面に装着し、24時間密封するという実験を行った。

　その結果、きちんと機能するほぼ完全な手足が生えてきたという。

　この手法は将来的に、人間を含む多くの動物の再生医療に役立つ可能性があると期待されている。その成果は『Science Advances』（2022年1月26日付）で発表された。

再生能力を持つ生物

　自然界には、トカゲやサンショウウオ、ヒトデやウーパールーパーなど、手足の一部を失っても完全に再生できる動物がいる。中にはプラナリアのような、細かく切られても、断片から体を再生して、増殖してしまう生物が存在する。

　人間も傷ができても塞ぐことができるし、肝臓にいたっては、半分が失われても元に戻るが、大きくて複雑な手足となるとそうもいかない。

　ここが切断されると、出血や感染を防ぐために傷口が「瘢痕組織（はんこんそしき）」という塊におおわれて、手足の成長を邪魔してしまう。

　それはカエルも同じこと。オタマジャクシの頃は高い再生能力を持っているが、カエルになってしまうとその能力が落ちてしまい、手足を失うと元には戻らない。

5種の薬剤カクテル療法で、カエルの手足の再生に成功

　そこで、アメリカ、タフツ大学のニローシャ・ムルガン氏率いる研究チームは、アフリカツメガエルの手足を復元させる試みを行った。

　カエルの手足の切断面に、薬剤を混ぜたシリコン製のキャップ（バイオドーム）を被せて密封した。

　バイオドームには5種類の薬を混ぜた絹タンパク質ゲルが仕込まれている。それぞれの薬には、「炎症の抑制」「瘢痕組織を作るコラーゲン生成の抑制」「神経組織・血管・筋肉の成長の促進」といった役割がある。

　薬剤入りのゲルは羊水にも似ており、瘢痕組織が手足の再生を邪魔しないよう傷口に働きかけるのだという。

　このバイオドームで24時間切断面を覆ったところ、傷口を塞ごうとする治癒プロセスが抑制され、その代わりに再生プロセスが活発になった。

　その後18ヶ月にわたる再生プロセスで、カエルの手足をほぼ元通りに再生することに成功した。 カエルの手足切断後18ヶ月の経過を比較したもの。5種の薬で処置したカエル（MDT）は、ほぼ完全な手足が再生された。一方、絹タンパク質のみのカエル（BD）と処置されなかったカエル（ND）は、先が尖ったものが生えてきた。 / image credit:Murugan, et. al., Science Advances 2022

　再生した手足には、元々の手足と同じような骨構造があり、神経細胞などの内部組織もある。また先端からは、数本のつま先も生えた（ただし骨はない）。

　きちんと動くし、外部からの刺激に対しても反応する。普通のカエルと同様に泳ぐことだってできる。

体を作る分子経路が活性化

　ほんの24時間処置するだけで、その後18ヶ月もの長きにわたって再生が続くのはなぜなのか？

　今回の研究では、バイオドームを被せてから数日後に、ある分子経路が活性化することが確かめられている。この経路は、通常なら発達中の胚が体を形作るために利用するものだ。

　論文の共著者マイケル・レビン教授によれば、もともと体に備わっていながら、使われなくなっている形成メカニズムを再始動させてやることがポイントなのだという。

大人になった動物でも、体を作り上げるための情報はまだ保持されています。

そこでこの戦略で主眼に置いているのは、複雑な成長を微調整するのではなく、もともと備わっているのに眠っている解剖学的パターン形成プログラムのスイッチを入れることです

再生医療への道しるべ

　研究グループは以前、1種のみの薬でカエルの手足を再生することに成功している。だがこの時は、再生した手足は先が尖っており、きちんと機能する手足とは言い難かった。

　今回、5種の薬を組み合わせることで、ほぼ完全な手足を再生でき、機能した。今後、薬と成長因子の組み合わせをさらに検証することで、指・水かき・骨格・筋肉まで完璧にそろった手足を再生できるようになる可能性もあるとのことだ。

　このアプローチが人間や動物に適応できれば、再生医療技術が格段に向上すると期待されている。

References:Scientists regrow frog’s lost leg | EurekAlert! / written by hiroching / edited by parumo
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