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  • This is actually a painting

    翻訳: Rinko Kawakami 校正: Takako Sato

  • 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