頬粘膜上皮から角膜上皮への分化転換のためのプロトコルの実装 (TransBuCor)

1. 角膜の解剖学と組織学についての思い出

   角膜は視覚にとって不可欠な眼の構成要素であり、しばしば目の前にある最初の「透明な舷窓」と呼ばれます。 これは、光が目に入るときに最初に遭遇する構造です。 その主な役割は、入射光線を収束させ、その後、網膜に到達して視覚カスケードを開始する前に水晶体に向かって進むことです。

   角膜は、角膜上皮、ボーマン層、角膜実質、デスメ膜、角膜内皮の５層からなる無血管の透明な組織である。

   • 角膜上皮は角膜の最外層であり、角膜上皮細胞から構成されており、角膜全体の約10％を占めています。 この層は常に再生され、7 日ごとに完全に更新されます。 この層の傷は通常、よく治ります。
   • ボーマン層は、角膜上皮と実質を結合するのに役立ちます。 この層は一度損傷を受けると再生することができないため、視力に影響を与える永久的な傷跡が残る可能性があります。
   • 角膜実質は角膜の約 90% を占め、コラーゲンと角膜実質から構成されます。
   • デスメ膜はコラーゲンで構成されており、角膜実質を内皮から分離しています。 この層は年齢とともに徐々に厚くなります。
   • 角膜内皮は最内層であり、他の角膜層からの液体の輸送を助けます。 この層が損傷すると、このプロセスが損なわれ、人の視力に悪影響を及ぼす可能性があります。

2. 角膜上皮の再生と治癒の過程

   角膜上皮細胞は、フォークト柵と呼ばれる色素沈着陰窩内の基底細胞層の角膜輪部（角膜と強膜の間の移行領域）に位置する角膜輪部幹細胞からの絶え間ない再生により、3～10日以内に再生します。

   輪部幹細胞欠損症（LSCD）は、角膜上皮の再増殖と輪部バリア機能に重要な輪部幹細胞の喪失または障害を特徴とします。

   LSCDの病因には、遺伝性（PAX6）、慢性炎症（重度のアレルギー性角結膜炎や酒さなど）に続発するもの、ヘルペス性角膜炎などの感染を介して後天性のもの、またはスティーブン・ジョンソン症候群やライエル症候群などの水疱性疾患に続発するものがあります。 LSCD は、化学熱傷または熱傷による外傷によっても発症する可能性があります。 病因は特発性の場合もあります。

   これらの幹細胞が失われると、角膜上皮はそれ自体を修復して再生できなくなります。 これは、上皮の劣化、永続的な上皮欠損、結膜形成、角膜血管新生、角膜瘢痕、慢性炎症を引き起こします。 これらの要因は、羞明、角膜の透明度の低下、視力低下、慢性的な痛みの一因となります。 これにより、角膜移植は拒絶されたり治癒不良を示したりするため、不可能になります。

   この角膜失明の原因に対処する現在の解決策は限られています。 この技術には、患者の反対側の眼からの自家輪部移植が含まれますが、これにはリスクが生じる可能性があり、病状が両側性である場合には不可能です。 同種異系移植片は拒絶反応のリスクが高く、全身的な免疫抑制治療が必要です。

3. 眼窩周囲再建における粘膜膜移植

口腔粘膜移植は、結膜欠損および傷跡を治療するための十分に確立された外科技術です。 口腔粘膜は結膜と同様の生物学的特性を持ち、どちらも緩い結合組織層を覆う 1 つ以上の上皮細胞の層で構成されています。 ドナーサイトに簡単にアクセスでき、広く入手できるため、繰り返し採取できます。 ドナー部位の罹患率は低く、手術は一般に患者によく耐えられます。 さらに、手術手技は比較的簡単であるため、口腔粘膜は結膜異常を置換するための理想的な候補となります。

口腔粘膜移植片は、無眼球症患者の収縮した眼窩の治療、腫瘍切除後の患者の眼表面と円蓋の再構築だけでなく、屈折性翼状片の治療や類天疱瘡や眼球統一患者の治療にも使用されています。 また、緑内障後の結膜欠損、網膜手術、人工角膜に関連する角膜融解、涙嚢鼻腔吻合管の被覆などの術後合併症の治療に最も一般的に使用される組織でもあります。 さらに、口腔粘膜は、重度の化学火傷によって引き起こされる難治性の強角膜融解を修復するために使用されています。

一部のチームは、頬粘膜細胞を使用し、それらを輪部幹細胞に分化転換することを提案しています。 口腔には簡単にアクセスでき、患者にとって最小限の侵襲かつ低リスクの方法で幹細胞を粘膜から単離できます。 これらの細胞は高い分化能を持ち、胚性幹細胞のマーカーを発現します。 Tra2-49、Tra2-54、SSEA4、Oct4、Sox2、Nanog、および神経堤マーカー Nestin。 しかし、人体での治験はまだ準備段階にあり、現在までに有効性が確認された治療法はありません。

この概念実証研究の目的は、将来の患者を対象とした臨床試験で使用するために、口腔粘膜細胞を輪部幹細胞に分化させるためのプロトコルを開発することです。