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第7話 「ティッシュエンジニアリング」って何?

1993 年に米国の医師と工学者が新しい考え方を提唱しています。それが「Tissue Engineering(ティッシュエンジニアリング)」です。彼らの考えによると、ティッシュエンジニアリングは、「機能を失った臓器や組織の代替品を、生命科学と工学をうまく組み合わせて作り出す考えのこと」を言うのだそうです。「Tissue (ティッシュ)」とは人のからだの「組織」のことを言います。「Engineering(エンジニアリング)」は「工学」または「工業技術」といった意味です。これを組み合わせて「ティッシュエンジニアリング」を「組織工学」と訳している場合もあります。もう少し詳しく、そのティッシュエンジニアリングについて考えてみましょう。

ティッシュエンジニアリング人工臓器とは字のごとく人工的に作り出される臓器のことを言います。それが心臓であれば人工心臓ですし、腎臓であれば人工腎臓です。臓器と呼ばれるほどではないにしろ、皮膚や骨などの組織では、人工皮膚や人工骨として治療に使われるようになってきました。このような人工臓器では、できることは限られているにせよ、多くの方の努力によって徐々に実用化されてきました。 これに対し、ティッシュエンジニアリングとはどのようなものなのでしょう。人工臓器とはどこがちがうのでしょうか。冒頭にご紹介しました米国の医師はジョセフ・ヴァカンティ先生で、小児の消化器外科の医師です。また工学者はロバート・ランガー先生で、材料学を専門とする研究者です。彼ら二人が考案したティッシュエンジニアリングがすごいところは、生きた細胞を使って人工臓器や組織を作り出すという考え方にあります。

前回までのお話で、私たちのからだは60兆個の細胞でできているというお話をしました。また、これら細胞の中には幹細胞といって、自分を増やす能力を持った細胞がいることもお話ししました。そして、実際の私たちのからだは、マトリックスと呼ばれる物質の中に、細胞が入り込んでいる構造をしていることもお話ししました。
そこで両先生は、患者さんの細胞を人工的に増やし、工場で作られたマトリックスとうまく組み合わせることで、からだの組織や臓器を作ることができるのではないかと考えたのです。皮膚や粘膜、骨や軟骨はすべてそれぞれに特徴的な細胞がいます。また、それに応じた材質のマトリックスがあります。もちろん私たちのからだでは、細胞たちがこれらマトリックスを作り出したのですが、ここでは人工的にマトリックスを用意し、うまく細胞と組み合わせてあげることで、失った組織や臓器を取り戻せる可能性があるというのです。これがティッシュエンジニアリングの考え方なのです。

確かに生物学などの科学の発展によって、私たちのからだの細胞をたくさん増やす技術が発達してきました。また、からだの仕組みや細かい構造がわかってきたので、からだを構成するマトリックスの材質もどんどんわかってきています。ならば、こういったからだの生きている部分(細胞)は細胞を増やす技術によって増やし、マトリックスの部分は工業技術で作ってしまうことは可能なはずです。これらをうまく組み合わせて、今までになかった機能や構造を持った人工臓器や人工組織を作っていくのです。

両先生の提唱するティッシュエンジニアリングの概念には、この細胞とマトリックスの組み合わせに加え、私たちのからだに有効な作用をもたらす効果のあるもの(これを「生理活性物質」と呼んでいます)も加え、「細胞」「マトリックス」「生理活性物質」という3つの要素で人工的に臓器や組織を作るといっています。単に工業製品として作られる人工臓器や組織と比べると、そこには生きた細胞が入っており、いろいろな機能が期待できそうです。細胞が作るいろいろな効果を持った何かが期待できるのでしょう。細胞自体がそこにくっついて、あたかも昔からそこにあったかのごとくうまく作用するかもしれません。

第8話 「ティッシュエンジニアリングを実現するには」

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