幹細胞脂肪移植

幹細胞 脂肪移植は、脂肪が豊富なドナー部位（大腿部や腹部など）から抽出した脂肪由来幹細胞（ADSC）を顔、乳房、腰などの他の部位に自家移植し、手術部位を望ましい形に再建するものです。 ^[1] ADSCは脂肪組織に存在する多能性 幹細胞であり、骨髄由来間葉系幹細胞（BM-MSC）と同様の分化能を示します。 ^[2]

ADSCの発見は再生医療と美容処置の分野に進歩をもたらした。倫理的理由から胚性幹細胞の使用が再考される一方で、ADSCは多能性 分化能、傍分泌活動、免疫調節機能、ホーミング効果などの特性から形成外科医の注目を集めた。^[3]

数多くの利点があるにもかかわらず、副作用や腫瘍学上の安全性の問題はほとんどありません。幹細胞美容療法への投資の増加は、特に韓国での高い期待と需要を反映しています。ADSC移植の有効性に関するさらなる研究では、幹細胞の成長に適した条件と十分な栄養素の摂取を促進することで、治療後の結果は幹細胞の質と食事によって影響を受ける可能性があることが示唆されています。^[4]

ウィスコンシン大学のジェームズ・トムソンは1998年に初めてヒト胚性幹細胞を単離した。しかし、胚性幹細胞に関する倫理的論争のため、人工多能性幹細胞（iPSC）が代替品として提案された。iPSCの残っていた腫瘍学上の懸念は、再生医療の最も重要な資源として成体幹細胞を提案することで緩和された。^[5]

骨髄から間葉系幹細胞を初めて分離したのは、1986年にFriednsteinらによって行われ、主要な臨床幹細胞源と考えられていました。しかし、採取に苦労し、細胞収量も少なかったため、その後の研究は限られていました。Zukらは後にADSCを分離し、BM-MSCと同じ可能性を秘めていることを発見しました。その後、人体のさまざまな部分から他の幹細胞が特定されましたが、ADSCは分離が最も簡単で細胞増殖を必要としないため、最も安全であると考えられ、脂肪移植療法の主な源として現在でも使用されています。^[6]

自家脂肪移植の概念は1893年に初めて提案されました。最初の報告では、脂肪組織をその構造を変えずに骨髄炎の癒着瘢痕に移植したと説明されていました。結果は成功し、すぐに豊胸術や鼻形成術などのさまざまな美容手術の分野で広く使用されるようになりました。^[6]

1978年、過剰な脂肪沈着を除去する脂肪吸引法が発明された。後にイルーズは、この方法が脂肪組織の理想的な供給源であることを発見し、1983年に不純な脂肪吸引物を移植に使用し、フルニエは吸引した脂肪の再注入法を提案した。^[6]

第三期は、1994年にSRコールマンが脂肪組織を使って脂質細胞を移植するコールマン法を発表した時に始まりました。脂肪吸引物を遠心分離して、ADSCを含む間質血管分画（SVF）を血液、組織、体液、脂質から分離しましたが、脂肪細胞保持率は30％から95％の範囲でした^[3]。移植片の生存を説明する最初の理論は細胞生存理論であり、十分な循環のために生存可能な脂肪細胞を移植すると生存率が向上し、これは外傷を最小限に抑える処理および注入技術を開発することで実現できると示唆しています。^[6]

宿主置換理論によれば、脂肪移植後の保持率はADSCが脂肪細胞を置換することによって決まると示唆されており、これはADSCの活性化と脂肪細胞の置換が虚血状態で移植された脂肪細胞の早期死に関係しているためである^{[6] 。}

Fangらは、多能性 分化能、パラクリン活性、免疫調節機能のため、ADSCが最も広く使用されていると提唱しました。ADSCは間葉系幹細胞（MSC）の一種で、BM-MSCと高い類似性を示し、^[7]脂肪、軟骨、心筋、神経、皮膚、骨格筋への多系統分化が可能です。また、他の幹細胞よりも増殖能力が高く、より長い期間生存する傾向があります。ADSCは、サイトカイン、ケモカイン、成長因子、mRNA、マイクロRNAなどの血管新生促進因子と抗アポトーシス因子を分泌します。次に、移植されたさまざまなシステムに作用し、これらの移植システムの細胞を再生します。さらに、ADSCはBM-MSCに似ているため、自然免疫システムと獲得免疫システムの両方を阻害する免疫抑制特性を持っています。しかし、 IL-6やTGF-Bなどの免疫抑制因子を分泌することで、その能力はBM-MSCよりもさらに強力になります。さらに、リンパ球の増殖を抑制する免疫寛容剤として機能します。このような特性は、ADSCが異種移植に使用できる可能性を示唆しています。^[8]

ホーミング効果とは、ADSC が組織の血管系内で停止することにより、骨髄内皮に移植されることを指します。ADSC は骨髄内皮に移植され、骨髄内皮への接着相互作用が活性化されます。したがって、このような移植により、移植された脂肪の長期生存の可能性が高まります。ホーミング効果は、ローリング、接着、および移行という 3 つの主要なプロセスに従います。ローリング中、ADSC は移動し、骨髄内の血管内皮細胞と剪断抵抗性および低親和性の方法で相互作用します。ADSC が骨髄内皮に接着すると、MSC はCD44 アイソフォームやインテグリンなどの接着を高めるいくつかの異なる分子を発現します。 ADSCが骨髄中の血管を通って移行する際、間質由来ケモカイン因子-1（SDF-1）と受容体CXCR4との間の相互作用とシグナル伝達が最も重要なプロセスである。^{[9] [10]}

機械的および酵素的（ME）方法は、標準的な方法がないものの、最も一般的な分離方法です。^{[11]そのため、GlassとFerrettiは、機械的または超音波補助}脂肪吸引カニューレを使用して腫脹補助脂肪吸引を適用するME方法の1つを提案しました。脂肪吸引により、脂肪サンプルはダルベッコ改変イーグル培地（DMEM）中のコラーゲナーゼまたはトリプシンの酵素活性によって消化されます。結果として得られる組織懸濁液は、約37℃でインキュベートおよび撹拌され、ストレーナーでろ過されて不要な破片が除去されます。遠心分離後に残った細胞パレットがSVFであり、ウシ子牛血清、1%ペニシリンまたはストレプトマイシン、およびL-グルタミンを含む2回目の懸濁液の後にプレートに播種されます。 ADSCはプレート上で接着性があるため、分離することが可能ですが^[12]、純粋なADSCを分離するのは不便なため、細胞補助脂肪移植（CAL）がより一般的に使用されています。CALは、SVF分離物と吸引脂肪を混合することで、貧弱なADSCを濃縮ADSCに変換します。^[13] CALの有効性は、片方の乳房に約270 mlを導入した場合の自家乳房増強術の生存率の増加によって証明されました。^[14]

毎年約150万人の女性が乳房インプラント手術を受けていますが^[15]、副作用は重篤で、患者の体に回復不可能な損傷を引き起こす可能性があります。最もよく知られている副作用は、異物感、石灰化、脂肪細胞壊死、被膜形成、破裂、嚢胞、および一部の脂肪細胞がインプラント部位から離脱することです。

ほとんどの場合、石灰化と嚢胞が豊胸手術の最大の脅威です。新しい血液供給を受けられなかった脂肪幹細胞は死滅し、免疫細胞によって体外に除去されます。しかし、見逃されると、クラスターが石灰化と嚢胞形成につながります。これらは乳房にしこりとして見えることもあり、これらの死んだ細胞が癌細胞として検出されるとさらに危険であり、乳癌の正確な診断を妨げます。石灰化した組織は良性癌と診断され、害を及ぼすことはありません。しかし、組織がひどく損傷している場合は、乳房全体を切除する必要があります。患者が乳房インプラント石灰化と診断されたら、癌の発症の可能性を監視するために定期的にマンモグラフィーを行う必要があります。^[16]

マギル大学のゴルニツキーらは、顔面脂肪移植を受けた4,577人の患者を対象に系統的レビューを行った。最も多く報告された副作用は、非対称性、皮膚の凹凸、肥大、長期の浮腫、脂肪壊死であった。^[17]

ホーミング効果は移植脂肪の長期生存率を高める利点があるかもしれないが、特に乳がんなどの癌後病歴のある患者にとっては懸念が残る。乳がんは脂肪組織と近接しているため、ホーミングと遊走を通じて癌の進行に好ましい微小環境を形成するため、さらに憂慮すべき事態である。 ^[18]転移と腫瘍の進行には癌関連脂肪細胞（CAA）が不可欠である。通常の状態では、脂肪細胞は成熟しており、分化しない。しかし、ADSCがホーミング効果によって血管内を遊走して循環すると、腫瘍の成長が進行する可能性がある。さらに、遊走細胞の特性は、FGF、IL、IGF結合タンパク質などのアディポカインなどの栄養因子を分泌することで腫瘍の成長も促進する。これにより血管新生が促進されるが、このような発癌特性は他のBM-MSCや肺由来MSDCでは珍しい。^[19]

幹細胞市場は、再生医療における幹細胞の認知度が高まるにつれて大きく成長しました。アメリカ形成外科学会によると、Googleウェブ検索のビッグデータ分析では、「幹細胞によるフェイスリフト」と「幹細胞による豊胸術」という用語には、それぞれ197,000件と302,000件の結果が見つかりました。^[20]

幹細胞美容療法への関心が高まる中、次の図は、 2013年11月にGoogleで「幹細胞療法」、「治療」、「幹細胞フェイスリフト」で検索された50の臨床ウェブサイトのコンテンツ分析を示しています。結果によると、クリニックの90％が自己成人幹細胞を使用し、クリニックの71％が患者の脂肪から幹細胞を入手し、手順の90％が皮下法で細胞を注入し、幹細胞治療と幹細胞豊胸療法では顔のアンチエイジング治療が最も宣伝されていました。^[21]

国際美容外科学会は、韓国の美容整形市場は2017年時点で約4億4000万ドルの価値があると推定されると発表した。これは世界市場の4分の1を占め、年間の美容整形手術件数は1位（1000人あたり13.5件/年）である。韓国の幹細胞市場は2016年に11億ドル規模となり、2025年までに年間26.67％（95億ドル）まで成長すると予想されている。^{[22] [23]}

2017年に政府がバイオ分野に投資した金額は、新薬開発が最も多く（13％）、幹細胞への投資はわずか4％（1億1,200万ドル）だった。CartistemTM社メディポストは、幹細胞ベースの変形性膝軟骨治療法の開発に成功し、2017年以来100億ドル以上の売上を達成した。^[22]

韓国の幹細胞美容療法市場規模が大きい背景には、一部のクリニックで非専門医が無免許で施術を行っていることがある。国家統計庁によると、2018年の形成外科医の数は1,924人で、大韓形成外科協会は美容外科の非専門医が専門医の約10倍になると推計している。

シン医師は「最近、幹細胞乳房形成手術を主張する同様の手術がある。幹細胞乳房手術を受ける場合、患者は医師が正式に証明しているか、病院に幹細胞研究者と高品質の設備があるかどうかを確認する必要がある」と述べた。^[24]

研究により、食事は幹細胞の増殖と機能に密接に関係していることがわかっています。幹細胞の分化と定着プロセス全体に影響を及ぼす数多くの化学物質の中で、以下のようなサプリメントを追加で摂取すると、幹細胞の機能が向上することが示されています。

• ビタミンA、B3、Cなどのビタミンは、幹細胞操作におけるビタミン依存性経路の効果的なターゲットです。ビタミンCは特に細胞増殖を刺激して骨髄幹細胞を生成します。ビタミンDは、胚性幹細胞とiPSCの活動を刺激することで分化中の幹細胞を助け、胚性造血幹細胞と前駆細胞の生成とヒト臍帯幹細胞の発達を制御します。^{[25] [26]}
• グルコサミンとコンドロイチンは増殖性組織系統の祖先の適切な成長を促進することで幹細胞の機能を改善します。^{[27] [28] [4]}
• 炭水化物や糖質をカットすることでグリセミック指数とカロリー制限が幹細胞の活性を高めます。^{[29] [ 30]}ミトコンドリアレベルでは、グリセミック指数を低く抑えることでMSCの酸素消費量が増加し、抗老化能力を発揮し、MSCはエネルギーをより効率的に利用しますが、分化能力には影響しません。^[31]