that hangs at the Countway Library at Harvard Medical School.

これはハーバード大学医学部の

And it shows the first time an organ was ever transplanted.

図書館に飾ってある絵画です

In the front, you see, actually, Joe Murray

初めての臓器移植の様子が描かれています

getting the patient ready for the transplant,

ジョー・ミュレーの様子が伺えます

while in the back room you see Hartwell Harrison,

そして 後ろの部屋には

the Chief of Urology at Harvard,

ハーバードの泌尿器科科長である

actually harvesting the kidney.

ハートウェル・ハリソンが腎臓を

The kidney was indeed the first organ

摘出している様子が描かれています

ever to be transplanted to the human.

実に腎臓こそが人間に移植された

That was back in 1954,

最初の臓器なのです

55 years ago.

それは1954年のことでした

Yet we're still dealing with a lot of the same challenges

55年も前の話です

as many decades ago.

我々は何十年も経った今も

Certainly many advances, many lives saved.

同じ難題に挑戦しています

But we have a major shortage of organs.

もちろん たくさんの医学的進歩があり たくさんの命が救われました

In the last decade the number of patients

しかし 私たちは重大な臓器の不足に直面しています

waiting for a transplant has doubled.

臓器移植の順番を待つ患者は

While, at the same time, the actual number of transplants

ここ十年で２倍に増えています

has remained almost entirely flat.

その一方で臓器移植の

That really has to do with our aging population.

手術数はほとんど増えていません

We're just getting older.

これは高齢化が関っているためで

Medicine is doing a better job

寿命が延びているからです

of keeping us alive.

医学の進歩によって

But as we age, our organs tend to fail more.

私たちは長生きできているのです

So, that's a challenge,

しかし 私たちが年を重ねるとともに 私たちの臓器は衰えてゆくのです

not just for organs but also for tissues.

これは私たちに課せられた難題です

Trying to replace pancreas,

臓器だけではなく組織も衰えて行きます

trying to replace nerves that can help us with Parkinson's.

膵臓の移植や

These are major issues.

パーキンソン病を和らげるための神経の移植に挑戦しています

This is actually a very stunning statistic.

これらには重大な問題が伴います

Every 30 seconds

驚くべき統計データがあるのですが

a patient dies from diseases

30秒に１人の割合で

that could be treated with tissue regeneration or replacement.

体の一部を再生させたり

So, what can we do about it?

移植をすれば助かる患者が亡くなっているのです

We've talked about stem cells tonight.

では私たちに何ができるのでしょうか？

That's a way to do it.

今晩は幹細胞についてお話しています

But still ways to go to get stem cells into patients,

それこそ私たちが取るべき手段なのです

in terms of actual therapies for organs.

しかし 幹細胞治療を臨床応用するには

Wouldn't it be great if our bodies could regenerate?

長い道のりがあります

Wouldn't it be great if we could actually harness the power

私たちの体を再生させられたら素晴らしいと思いませんか？

of our bodies, to actually heal ourselves?

もし 私たち自身の体の力を活用して

It's not really that foreign of a concept, actually;

回復させることが実際にできたら素晴らしいと思いませんか？

it happens on the Earth every day.

これは日常からかけ離れた概念なのではなく

This is actually a picture of a salamander.

実は地球上で日々起こっていることなのです

Salamanders have this amazing capacity to regenerate.

これはサンショウウオの写真です

You see here a little video.

サンショウウオはこのように驚くべき再生能力を持っています

This is actually a limb injury in this salamander.

ビデオでご覧になっているのは

And this is actually real photography,

損傷したサンショウウオの足です

timed photography, showing how that limb regenerates

実際に サンショウウオの足が

in a period of days.

数日のうちに再生する様子を

You see the scar form.

時間を追って撮影した写真です

And that scar actually grows out

瘢痕ができているのが見えますね

a new limb.

瘢痕の部分から

So, salamanders can do it.

新たな足が伸びてきます

Why can't we? Why can't humans regenerate?

サンショウウオにはこのような事が出来るのです

Actually, we can regenerate.

なぜ人間は再生機能がないのかと思うでしょうが

Your body has many organs

我々も再生する力をもっています

and every single organ in your body

皆さんの体にはたくさん臓器があり

has a cell population

それぞれの臓器には

that's ready to take over at the time of injury. It happens every day.

傷ついたときに働きだす

As you age, as you get older.

細胞群が備わっており 休みなく働いています

Your bones regenerate every 10 years.

皆さんが年をとるにつれて

Your skin regenerates every two weeks.

皆さんの骨は10年ごとに再生されています

So, your body is constantly regenerating.

皆さんの皮膚も2週間ごとに再生されています

The challenge occurs when there is an injury.

皆さんの体は常に再生され続けているのです

At the time of injury or disease,

体が傷ついたとき その再生の挑戦が始まるのです

the body's first reaction

怪我をしたり 病気になると

is to seal itself off from the rest of the body.

まず体は傷や病気が

It basically wants to fight off infection,

ほかの部分に広がらないように封じ込めようとします

and seal itself, whether it's organs inside your body,

体の他の部分へ感染が広がらないよう

or your skin, the first reaction

封じ込めようとします　それは臓器であれ皮膚であれ

is for scar tissue to move in,

最初の反応は外部と遮断するために

to seal itself off from the outside.

瘢痕組織がつくられます

So, how can we harness that power?

ではこの傷を封じ込めようとする力を

One of the ways that we do that

利用する方法はあるのでしょうか？

is actually by using smart biomaterials.

現に 高性能な生体材料を用いて

How does this work? Well, on the left side here

実用化されているのがその一つです

you see a urethra which was injured.

どのように役立つのか見てみましょう

This is the channel that connects the bladder to the outside of the body.

左の写真は損傷した尿道です

And you see that it is injured.

これが膀胱から体の外につながる管です

We basically found out that you can use these smart biomaterials

このように傷ついています

that you can actually use as a bridge.

まず その高性能な生体材料を

If you build that bridge, and you close off

橋（ブリッジ）のように利用できることを発見しました

from the outside environment,

ブリッジをつくり 外部の環境から封じ込めることができれば

then you can create that bridge, and cells

体内で再生させた細胞に

that regenerate in your body,

ブリッジを渡らせて

can then cross that bridge, and take that path.

尿道をたどらせることが

That's exactly what you see here.

できるのです

It's actually a smart biomaterial

これがその様子です

that we used, to actually treat this patient.

これが 私たちが実際にこの患者の治療に用いた

This was an injured urethra on the left side.

高性能の生体材料です

We used that biomaterial in the middle.

左に見えるのは損傷した尿道です

And then, six months later on the right-hand side

中央に示している生体材料を用いました

you see this reengineered urethra.

そして 6ヶ月後・・・右に見えるのが

Turns out your body can regenerate,

再生された尿道です

but only for small distances.

短い間隔に限ってだけですが

The maximum efficient distance for regeneration

私たちの体は再生できるのです

is only about one centimeter.

１cmまでしか

So, we can use these smart biomaterials

再生できないと言われています

but only for about one centimeter

高性能生体材料でも

to bridge those gaps.

１cmまでしか

So, we do regenerate, but for limited distances.

カバーできないのです

What do we do now,

私たちは短い間隔であれば再生することができるのです

if you have injury for larger organs?

より大きな臓器が損傷した場合

What do we do when we have injuries

どうすれば良いのでしょうか

for structures which are much larger

組織の損傷が

than one centimeter?

1cm以上の場合

Then we can start to use cells.

どうすれば良いのでしょうか？

The strategy here, is if a patient comes in to us

このような時には細胞の出番です

with a diseased or injured organ,

ここで取る戦略は次のようなものです

you can take a very small piece of tissue from that organ,

患者が臓器に問題を抱えて来院します

less than half the size of a postage stamp,

その患者の臓器から一部を採取します

you can then tease that tissue apart,

切手の半分以下の大きさです

and look at its basic components,

そして組織を細かく切って

the patient's own cells,

基本的な成分を観察し

you take those cells out,

患者の細胞を

grow and expand those cells outside the body in large quantities,

取り出して

and then we then use scaffold materials.

患者の体外で培養させます

To the naked eye they look like a piece of your blouse,

そしてここで 臓器の骨組みとなる物質を用いるのです

or your shirt, but actually

裸眼では洋服の切れ端のように見えますが

these materials are fairly complex

実はこの物質は

and they are designed to degrade once inside the body.

きわめて複雑で

It disintegrates a few months later.

体内に入ると分解されてしまいます

It's acting only as a cell delivery vehicle.

数カ月後には分解されてしまいます

It's bringing the cells into the body. It's allowing

つまり 細胞を適切な場所に行き渡らせるためのみ働くのです

the cells to regenerate new tissue,

体内に細胞を運んで

and once the tissue is regenerated the scaffold goes away.

新しい組織を再生できるようにします

And that's what we did for this piece of muscle.

そして組織が再生されると骨組みは消えてしまいます

This is actually showing a piece of muscle and how we go through

筋肉に施した方法をお見せします

the structures to actually engineer the muscle.

これは筋組織の一部と

We take the cells, we expand them,

その構造のつくり方を示しています

we place the cells on the scaffold,

細胞を取り出し増やした後に

and we then place the scaffold back into the patient.

細胞を骨組みに乗せ

But actually, before placing the scaffold into the patient,

その骨組みを患者の体に戻します

we actually exercise it.

しかし その骨組みを患者の体に戻す前に

We want to make sure that we condition

できたての筋肉に運動をさせるのです

this muscle, so that it knows what to do

筋組織が患者の体内で

once we put it into the patient.

本来の動きができるように

That's what you're seeing here. You're seeing

運動させておくのです

this muscle bio-reactor

その運動がこれです

actually exercising the muscle back and forth.

筋肉バイオリアクターが

Okay. These are flat structures that we see here,

筋肉を前後に運動させている様子をご覧いただいています

the muscle.

この平らな組織が

What about other structures?

筋肉です

This is actually an engineered blood vessel.

それでは他の組織ではどうでしょうか？

Very similar to what we just did, but a little bit more complex.

これは再生医療によってつくられた人工血管です

Here we take a scaffold,

尿道をつくる工程と似ていますが もう少し複雑です

and we basically -- scaffold can be like a piece of paper here.

まず骨組みを準備します

And we can then tubularize this scaffold.

骨組みはまるで一枚の紙のようです

And what we do is we, to make a blood vessel, same strategy.

それを筒状にして

A blood vessel is made up of two different cell types.

血管も同じ方法でつくります

We take muscle cells, we paste,

血管は２種類の細胞で構成されています

or coat the outside with these muscle cells,

筋肉の細胞を取り出し

very much like baking a layer cake, if you will.

年輪のように重なるケーキを焼くように

You place the muscle cells on the outside.

筒の外側に筋細胞を

You place the vascular blood vessel lining cells on the inside.

貼りつけていきます

You now have your fully seeded scaffold.

内側には血管内皮細胞を配置します

You're going to place this in an oven-like device.

細胞が植え付けられた骨組みを

It has the same conditions as a human body,

オーブンのような装置に入れます

37 degrees centigrade,

人間の体内環境と同じで

95 percent oxygen.

摂氏37度

You then exercise it, as what you saw on that tape.

酸素95％にしてあります

And on the right you actually see a carotid artery that was engineered.

先ほどのビデオのように 血管を動かします

This is actually the artery that goes from your neck to your brain.

右にみえるのは人工頸動脈です

And this is an X-ray showing you

頸動脈は首から脳につながる動脈です

the patent, functional blood vessel.

このレントゲン写真では

More complex structures

きちんと機能している血管が見えます

such as blood vessels, urethras, which I showed you,

血管や尿道などは

they're definitely more complex

もっと複雑な組織です

because you're introducing two different cell types.

なぜなら2種の異なる細胞を

But they are really acting mostly as conduits.

導入することになるからです

You're allowing fluid or air to go through

しかし 実際にこれらは導管としての役割を果たしています

at steady states.

液体か空気が

They are not nearly as complex as hollow organs.

一定の状態で流れるようになっているのです

Hollow organs have a much higher degree of complexity,

管状の組織は

because you're asking these organs to act on demand.

空洞の臓器ほど複雑ではありません

So, the bladder is one such organ.

空洞の臓器は状況に応じて機能するからです

Same strategy, we take a very small piece of the bladder,

膀胱もそのような臓器のひとつです

less than half the size of a postage stamp.

同様に膀胱から切手の半分以下の

We then tease the tissue apart

大きさを切り取り

into its two individual cell components,

その組織を分けて

muscle, and these bladder specialized cells.

筋肉と膀胱に特化した

We grow the cells outside the body in large quantities.

二つの細胞成分に分類します

It takes about four weeks to grow these cells from the organ.

体外で細胞を大量に増やします

We then take a scaffold that we shape like a bladder.

臓器から取り出した細胞は約４週間で培養できます

We coat the inside with these bladder lining cells.

そして骨組みを膀胱のような形に整えます

We coat the outside with these muscle cells.

膀胱の内面を内側用の細胞で覆います

We place it back into this oven-like device.

そして外側を筋肉の細胞で覆います

From the time you take that piece of tissue, six to eight weeks later

そしてオーブンのような装置へ戻します

you can put the organ right back into the patient.

組織の一部を採取してから６～８週間後に

This actually shows the scaffold.

臓器を患者の体に戻す事ができます

The material is actually being coated with the cells.

これは実際に骨組みを表したものです

When we did the first clinical trial for these patients

この物質は細胞で覆ってあります

we actually created the scaffold specifically for each patient.

臨床実験を最初に行った時は

We brought patients in,

各患者に合わせた骨組みを作りました

six to eight weeks prior to their scheduled surgery, did X-rays,

手術の６～８週間前に

and we then composed a scaffold specifically for that patient's size

患者に来てもらい レントゲン撮影の後

pelvic cavity.

患者の骨盤腔の大きさにあった

For the second phase of the trials

骨組みを特別につくりました

we just had different sizes, small, medium, large and extra-large.

そして臨床試験の第２期には

(Laughter)

小 中 大 特大サイズで骨組みをつくりました

It's true.

（聴衆より笑い）

And I'm sure everyone here wanted an extra-large. Right?

本当です

(Laughter)

皆さんは特大がいいんでしょう？

So, bladders are definitely a little bit more complex

（聴衆より笑い）

than the other structures.

膀胱は明らかに他の組織よりも

But there are other hollow organs that have added complexity to it.

少々複雑なのです

This is actually a heart valve, which we engineered.

さらに複雑な空洞の臓器もあります

And the way you engineer this heart valve is the same strategy.

これは私たちが再生医療でつくった人工心臓弁です

We take the scaffold, we seed it with cells,

心臓弁の作り方は同様の方法です

and you can now see here, the valve leaflets opening and closing.

骨組みに細胞をのせます

We exercise these prior to implantation.

ご覧のとおり 弁が開いたり閉じたりしています

Same strategy.

同じ方法を用いて移植の前に

And then the most complex are the solid organs.

これらの臓器に運動をさせます

For solid organs, they're more complex

そして最も複雑なのは固形臓器です

because you're using a lot more cells per centimeter.

固形臓器がより複雑なのは

This is actually a simple solid organ like the ear.

１cmあたりに必要な細胞が数段に多いからです

It's now being seeded with cartilage.

例えば 耳です

That's the oven-like device;

軟骨細胞をのせているところです

once it's coated it gets placed there.

細胞で覆った後は オーブンのような装置に

And then a few weeks later we can take out the cartilage scaffold.

入れます

This is actually digits that we're engineering.

そして数週間後 軟骨の骨組みを取り外す事ができます

These are being layered, one layer at a time,

指をつくっているところです

first the bone, we fill in the gaps with cartilage.

これは一層 一層 積み重ねられています

We then start adding the muscle on top.

最初に骨 そして隙間を軟骨でふさぎ

And you start layering these solid structures.

筋肉を上にのせて

Again, fairly more complex organs,

固形組織の層を積み重ねます

but by far, the most complex solid organs

繰り返しますが かなり複雑な臓器です

are actually the vascularized, highly vascularized,

しかし 他とは比べ物にならない複雑な固形臓器は

a lot of blood vessel supply,

血管が多い臓器です

organs such as the heart,

血管が多いのは

the liver, the kidneys.

心臓 肝臓 そして腎臓などの

This is actually an example -- several strategies

臓器です

to engineer solid organs.

固形臓器をつくる方法はいくつかありますが

This is actually one of the strategies. We use a printer.

これはその一例です

And instead of using ink, we use -- you just saw an inkjet cartridge --

私たちはプリンターを使います

we just use cells.

インクを使うのではなく

This is actually your typical desktop printer.

細胞を使います

It's actually printing this two chamber heart,

これは普通のプリンターです

one layer at a time.

これは実は心臓の二つの小室を

You see the heart coming out there. It takes about 40 minutes to print,

一層ずつプリントしているのです

and about four to six hours later

ご覧になっているのは心臓で 約40分で印刷が終了し

you see the muscle cells contract.

４時間から６時間後には

(Applause)

筋肉が収縮し始めます

This technology was developed by Tao Ju, who worked at our institute.

（拍手）

And this is actually still, of course, experimental,

私達の研究所にいたタオ・ジュ氏が開発した技術です