なぜ神経は再生しにくいのか?

  末梢神経損傷は.一般的な障害性臨床症状であり.中枢神経系と比較して末梢神経構造は単純であり再生しやすく.マイクロサージェリー機器と技術の発展により.末梢神経損傷の臨床成績は改善し続けている。 欠損の距離が短い場合は.直接細い縫合糸や小さな隙間のカニューレによる修復が可能ですが.欠損の距離が長い場合は.神経組織移植や神経導管による橋渡しが必要となります。 自家神経移植片ドナーの不足と現在の神経導管の臨床使用の限界のため.長く太い神経欠損と多発性神経損傷の治療は.より良い神経再生を可能にするために厳しい条件を提供する必要があり.依然として困難な状況にあります。  神経再生には「シングルコンパートメント」が必要 長い間.神経再生には「シングルコンパートメント」.つまり神経導管を分離して.神経再生のためのスペースを確保し.周囲の瘢痕組織の侵入を避けることが必要であると認識されてきました。 しかし.問題はこの「一区画」をどうするか.どうするかであった。  神経導管は.神経再生室とも呼ばれ.神経の欠損を修復するために使用されるビークルである。 組織工学的な神経を構築するための生物学的に活性なカテーテルを作るために.修復に使用できるさまざまな組織材料を見つけ.発明し.組み合わせることは.近年の研究のホットトピックである。 当初は.動脈や静脈からシリコン素材まで.さまざまなカテーテル素材が試されたが.その応用として.神経の太さにカテーテルの直径を合わせることができなかったり.長時間患者の中に放置されて神経を圧迫し.カテーテルを取り出すために再手術を必要とすることが判明した。 今日.組織工学的神経は.長いセグメントや太い末梢神経欠損の修復を強化するための新しい希望を提供しています。  私たちは.他社の経験をもとに.生分解性ポリマーカテーテルを作るためにキトサンを選択しました。 キトサンは生体内で単糖に分解されるため.神経細胞に対して基本的に無毒であり.良好な修復材料である。 近年.キトサンの神経カテーテルの神経損傷修復への応用が多く報告され.研究の方向性も初期の単一素材による神経損傷修復から.複合素材による修復へと発展しています。  吸収性については.興味深い研究の方向性であると言うべきでしょう。 現在の研究では.実験動物であるヤギの末梢神経の成長には約1年から1年半かかり.その間.神経導管の構造を長く維持し.欠損した神経の近位と遠位の神経切片をつなぐフィブリンマトリックスを形成する必要があることが分かっています。 最初のフィブリンマトリックスが形成されれば.神経の足場は妥当な時間内に分解されるはずである。 さもなければ.神経の再生が遅れ.管の内腔が潰れ.神経の外層が線維化し.神経の再生と成熟が妨げられる可能性があるのです。  神経の再生には「外力」が必要 理想的なカテーテルだけが神経の修復を助ける条件ではなく.修復された神経の長さや直径.再生速度を高めるためには.例えば.さまざまな種類の種細胞と組み合わせて組織工学的に人工神経を形成するなど.新しい生物学的活性カテーテルを積極的に探索する必要があると考えられるようになったのです。  骨髄単核細胞は自己複製能が高く.特定の条件下では様々な細胞に分化する可能性を持っています。 また.神経の修復には.自家移植が容易であること.さまざまなサイトカインや栄養因子を分泌し.軸索の再髄鞘化を促進し.神経細胞のアポトーシスを抑制するなどの利点があります。 そのため.骨髄単核細胞は古くからラット.ウサギ.イヌ.サルの末梢神経欠損修復動物モデルに使用され.多くの成果を上げてきました。  しかし.一般的に使用される実験動物(サルを含む.神経もヒトよりはるかに細い)とヒトでは大きな違いがあり.特に小動物での実験が多いこと.自家骨髄NSCsを採取する過程で動物が死んでしまうこともあり.神経再生にどう貢献するかは推測しにくい。 そこで.大型哺乳類であるヤギを使って.自らの骨髄を採取することを試み.この研究の臨床応用を向上させることを期待したのです。  幸い.一連の研究の結果.キトサンカテーテル+自家骨髄個体有核細胞から構築した組織工学的人工神経が.ヤギの総腓骨神経の30mmの欠損を自家神経移植と同様の結果で修復できることを実証することができた。動物の行動改善は正常に近く.再生神経の伝導速度は自家神経移植群と有意差がなく.新神経線維の直径は正常より細く.髄鞘は正常より薄いことが判明した。 ミエリン鞘は通常より薄く.密度が高くなっていたが.再生された軸索は橋の全長を通過していた。 一方.生理食塩水対照群では.有意な神経の再生・修復は見られず.骨髄単核細胞群.自家神経移植群とは有意な差がありました。