痛みを伴う神経腫の管理に関する新たな知見：ラットを用いた神経移植の研究

損傷した神経を「覆う」ために長い無細胞神経同種移植片を使用することで、同種移植片内での軸索再生を制御し、損傷した神経における再生関連遺伝子および疼痛関連遺伝子の発現を抑制できる可能性がある。これは、D. Panらによる2020年に『PRS Journal』に掲載された^論文¹で実証された。

神経腫とは、末梢神経の損傷（多くは外傷によるもの）の結果として生じる異常な神経形成物である。これは、損傷した神経の修復が不完全であることに起因し、その結果、近位側の神経線維の一部が再生されず、軸索の伸長部や瘢痕組織が球状に腫脹することによって生じる。その発生率は、罹患部位によって異なる。
症状を伴うニューローマは痛みを引き起こし、特に義肢装着者において、患者の生産性や生活の質に深刻な影響を及ぼします。これは、ニューローマが義肢によって刺激され、患者が義肢の使用を中止せざるを得なくなるためです。ニューローマの形成や再発を治療・予防するために、非手術的療法（鎮痛剤など）と外科的介入の両方が用いられてきましたが、大きな成果は得られていません。

実験的な手術アプローチ

そこで、D. Panらは実験的な手術アプローチを検討することにした。ラットを用いた^{先行研究2-4では}、長い（4 cm以上）無細胞神経同種移植片を用いた神経断裂部の修復により、最大5週間は軸索再生が促進されることが示されていた^5。しかし、その効果がより長期にわたって持続するか、あるいは神経再生全体や痛覚過敏に変化をもたらすかどうかは不明であった。
D. Panらは、ラットの坐骨神経を切断し、神経の遠位端を反転させて結紮することで、末梢神経腫モデルを構築することにした。そのために、Lewis系ラット用の無細胞神経同種移植片ドナーとして、Thyl-GFPラット（Sprague-Dawley系統を背景とし、軸索が緑色蛍光タンパク質を発現する）を用意し、軸索のイメージングおよびその変化の組織形態測定によるモニタリングを可能にした。

神経損傷の即時的影響を評価するため、3つの群（無治療（対照群）、牽引神経切除術、および近位神経に5cmの無細胞同種移植片キャップを装着した群（ANA））を用いて研究が行われた。

有望な結果

Thyl-GFPラットの軸索の伸長を、蛍光光源を備えた実体顕微鏡を用いて、術後0日、30日、および120日に測定した。対照群および牽引神経切除群では、術後30日および120日に、損傷部位の遠位側で緑色蛍光タンパク質（GFP）陽性の軸索の伸長が認められ、また初期損傷部位付近にはニューローマを示唆する球状の神経が確認された。 ANA群では、時間の経過とともに軸索の伸長が動的に観察されたが、無細胞神経同種移植片の遠位部においては、5ヶ月経過後も再生軸索が全く認められなかった。

これらの動物すべてから120日目に採取した後根神経節では、損傷を受けていない神経の後根神経節と比較して、対照群および牽引神経切除群において、Bdnf、cfos、ガレクチンなど、再生や痛覚過敏に関連する遺伝子の発現上昇が^{認められた⁶}。 しかし、ANA群では、これらの遺伝子の発現レベルは、損傷を受けていない神経の後根神経節の水準と統計的に有意な差は認められなかった。これらのデータは、軸索再生の停止と上流のニューロンにおける遺伝子発現の調節との間に直接的な関連があり、疼痛や疼痛感作に影響を及ぼす可能性があることを示唆している。

これらのデータをすべて踏まえて、研究者らは、無細胞神経同種移植片による治療により、再生の停止を示唆する遺伝子発現の変化が生じ、痛覚過敏のリスクが低減したと結論付けた。

ラットモデルにおける疼痛関連行動をより詳細に評価するためには、さらなる研究が必要となる。また、切断された近位神経のみを被覆するこの独自の手法が、近位神経および遠位神経に接続され、5 cmを超える距離でも軸索再生が依然として生じる既存の市販製品に取って代わることができるかどうかを明らかにすることも有益である。

特筆すべきは、D. Pan氏らによる研究で使用された、最適化されたThyl-GFPラット前臨床モデルが、genOway社によって作製されたという点である。同社は、免疫腫瘍学、代謝、心血管疾患、神経科学など、複数の研究分野において、さまざまな前臨床モデルの設計・提供を行っている。

参考文献：

1. Pan D、Bichanich M、Wood I、他。ラット神経腫モデルにおいて、切断された神経を覆う長い無細胞神経同種移植片は、軸索の再生を阻止し、上流の遺伝子発現を変化させる。PRS Journal、2020年12月11日。DOI: 10.1097/PRS.0000000000008051。
2. Poppler LH、Ee X、Schellhardt L、他。無細胞神経同種移植片において、老化マーカーを発現するシュワン細胞および間質細胞の蓄積が増加した後、軸索の伸長が停止する。Tissue Eng Part A2016;22:949–961.
3. Pan D、Hunter DA、Schellhardt L、他。無細胞神経同種移植片内におけるT細胞の蓄積は長さに依存し、神経再生に不可欠である。Exp Neurol.2019;318:216–231.
4. Saheb-Al-Zamani M、Yan Y、Farber SJSJ、他。長い無細胞神経同種移植片における再生の限定性は、シュワン細胞の老化の進行と関連している。Exp Neurol.2013;247:165–177.
5. Hong T、Wood I、Hunter DA ほか。神経腫の管理：無細胞神経同種移植片を用いた神経損傷部の被覆は、軸索の再生を抑制しうる。『Hand (NY)』 2019;16:157–163.
6. Dubovy P. 軸索再生および神経障害性疼痛の誘発におけるワレリアン変性および末梢神経の状態。Ann Anatomy2011;193:267–275.