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ティラピアの皮膚による第三度皮膚火傷の治療：Spherical Insights and Consultingによるニュース速報
公開日: 6月 2025
ティラピアの皮膚による第三度皮膚火傷の治療：Spherical Insights and Consultingによるニュース速報
市場概要:
ティラピアの皮は、第二度および第三度の熱傷を負った人にとって、見た目も美しく実用的な治療オプションです。多くの研究によると、ティラピアの皮の抗菌性と抗炎症性は、創傷治癒を助け、熱傷患者の不快感と炎症を軽減します。さらに、ティラピアの皮は入手しやすく、価格も手頃で、病気を広める可能性も低いです。この治療法には明らかな期待があるにもかかわらず、ティラピアの魚皮の使用の根底にある治療メカニズムを解明する研究はほとんど行われていません。この研究では、第三度熱傷を負った16匹のマウスに、熱傷の7日後に魚皮（n = 16）またはハイドロコロイド粘着包帯（コントロール）を装着しました。熱傷後7、16、28日目に、マウスは組織学的、血液学的、分子学的、および肉眼的な検査を受けました。ハイドロコロイドと比較して、魚皮には創傷の全体的な閉鎖に対する利点はありませんでした。さらに、魚皮群と対照群の間には、血液学的パラメータや代謝亢進に差は見られませんでした。対照群とは対照的に、魚皮群では血管新生および抗菌性ディフェンシンペプチドの発現がそれぞれ2倍に増加していました。プロテオームプロファイリングの結果、魚皮中に抗菌ペプチドが検出されました。これらの結果を総合すると、魚皮は熱傷患者にとって、血管新生を促進し細菌感染を軽減する、新しく手頃な治療選択肢となる可能性が示唆されます。
世界保健機関（WHO）によると、ブラジルは毎年18万人が火傷で亡くなる国の一つであり、そのほとんどは低所得国および中所得国で発生しています。さらに、致命的ではない火傷は、入院期間の延長、身体機能の低下、醜悪な容姿、そして拒絶や恥辱感といった問題を引き起こします。ナイルティラピアの魚皮（NTFS）を火傷治療の代替材料として用いることが提案されています。化学滅菌処理前のNTFSサンプルで発見されたコロニー形成単位（CFO）は、正常で非感染性の微生物叢の存在を示しました。
火傷は、その損傷の程度に基づいていくつかのカテゴリに分類できます。第 1 度火傷は、皮膚にのみ損傷を与える浅い火傷として分類されます。受傷後、これらの火傷は通常 7 日で回復します。第 2 度火傷は表皮と真皮が影響を受け、さらに深部部分層 (真皮網状層と表皮) と浅部部分層 (表皮と真皮乳頭層) に分けられます。浅部部分層火傷は通常 10 日で治癒し、皮膚デブリードマンに加えて毎日の創傷ケアが必要です。毎日の創傷ケアに加えて、深部部分層火傷では外科的切除と再表面化が必要であり、治癒期間は 10 日から 28 日とより不規則です。第 3 度火傷は真皮全体が影響を受け、通常は 3 週間以内に治癒し、外科的切除と再表面化が必要です。火傷による傷害は、単なる皮膚の火傷に加えて全身的な影響を引き起こす可能性があります。体表面積の30%を超える熱傷は、全身性炎症反応を引き起こす可能性があり、敗血症、循環血液量減少性熱傷ショック、および凝固亢進のリスクが高まります。さらに、重度熱傷に関連する大きな代謝課題により、代謝亢進症候群が引き起こされます。正確な病態生理はまだ不明ですが、コルチゾールとカテコラミンの大幅な上昇、および急性期タンパク質経路の変化により、代謝率の上昇、全身的な異化の増加、および多臓器不全が生じることが特定されています。2017年にブラジルで初めてヒト臨床試験に使用されて以来、ティラピアの皮は熱傷治療の可能性について調査されてきました。Huらは、ティラピアの皮から単離された加水分解ペプチドの58%に親水性残基があり、ペプチドの99.14%が5 kDa未満であったと報告しました。これらのペプチドは表皮成長因子として良好に機能し、ケラチノサイトの掻爬欠損を軽減しました。さらに、熱傷治療群および未治療の対照群と比較して、海洋ペプチドを投与されたVivoモデルのウサギは創傷治癒率が高かった。ティラピアの皮は安価で入手しやすく、養殖も非常に容易であるため、熱傷治療に好ましい選択肢となっている。さらに、カリフォルニア州で最近発生した山火事により、野生種と飼育種の両方が重度の熱傷を負った。これらの動物の重度のⅢ度熱傷は、手頃な価格の皮膚代替品がなかったため、ティラピアの皮で治療された。対照試験が実施されていないにもかかわらず、臨床観察では、ティラピアの皮で治療された動物において、疼痛が有意に軽減し、快適度が上昇したことが明らかになった。本研究は、臨床観察に基づき、マウスの全層熱傷に対するティラピア魚皮包帯の有効性を、ハイドロコロイド包帯で治療された対照群と比較して検討することを目的とした。本研究では、創傷サイズの違いを分析した。実験群全体における血清血糖値、体重、全血球数、組織病理学的検査、および複数の分子マーカーについて解析しました。さらに、魚類およびマウスの皮膚に見られる非構造ペプチドのプロテオーム解析についても報告します。
備品と手順
- 研究計画
0日目に、マウスの背部に熱傷が発生しました。体重を記録し、採取した血液を血清およびヘパリンチューブに採取しました。熱傷誘発から7日目に壊死した皮膚を外科的に除去した後、露出した切開創を魚皮、ハイドロコロイド包帯（HCB）、または粘着包帯（対照）で包みました。魚皮で処理したマウスとHCB対照群では、マウスの半数が16日目に人道的に殺処分され、残りの半数は熱傷を負わせてから28日目に殺処分されました。前述と同様に、安楽死させる前に血液を採取しました。動物を安楽死させた後、魚皮とHCB包帯を外し、創傷を記録し、動物の体重を記録しました。誘発された熱傷は背部に発生しました。 7日目に火傷組織を外科的に除去した後、創傷は再水和した魚皮またはハイドロコロイド包帯（HCB）で覆われました。両方の包帯は、損傷を受けていない皮膚に金属製のクリップで固定されました。16日目と28日目には、組織採取のため動物を人道的に殺処分しました。0日目、7日目、16日目、28日目には、麻酔下で眼窩下洞を麻痺させました。
- 火傷のデブリードマンと治療
マウスは意識を失っている状態で測定され、熱傷後7日目に同じプロトコルで採血された。採血後、各マウスの損傷部位は外科的にデブリードマンされ、魚皮またはHCB（対照）で創傷部を完全に覆った。
- 魚の皮の準備
ピンチャーツールを使用して、非常に新鮮なティラピア（死亡後2時間未満）の体の吻側-背側から尾に向かって引っ張って皮膚を剥がしました。他の魚を加工する際に切除した皮膚が劣化するのを防ぐため、皮膚は10分間氷水に浸しました。その後、硬いスクレーパーまたは鈍いナイフを使用して筋膜組織を慎重に削り取りました。次に、皮膚を0.9%滅菌生理食塩水を入れた新しい容器で洗浄し、皮膚の1平方センチメートルあたり1ミリリットルの溶液を加えた2%グルコン酸クロルヘキシジン（VetOne 30159、VetOne、米国アイダホ州ボイシ）の入った容器に入れました。この溶液に皮膚を30分間浸し、軽くかき混ぜた後、もう一度生理食塩水ですすいでいました。皮膚は、グルコン酸クロルヘキシジン浸漬・すすぎ手順を再度実施した後、50%グリセロール溶液に室温で1時間、軽く撹拌しながら浸漬した。その後、75%グリセロール（Thermo 17904、Thermo Fisher Scientific、マサチューセッツ州ウォルサム、米国）および99%グリセロール（Thermo Fisher Scientific、米国マサチューセッツ州ウォルサム）にそれぞれ1時間浸漬し、さらに4℃で24時間浸漬した。その後、皮膚は1%ペンストレップを含む100%グリセロール溶液に最大3ヶ月間浸漬した。滅菌0.9%生理食塩水に20分間ずつ3回連続して浸漬し、創傷に貼付する前に皮膚を再水分補給した。再水分補給後、皮膚は全セット使用された。
- PCR検査
マウス皮膚からの全RNAの抽出にはTRIzol（Invitrogen、米国マサチューセッツ州ウォルサム）を使用し、cDNAの作成にはQuantiTect Reverse Transcription Kit（Qiagen、オランダ、フェンロー）を使用しました。QiagenのQuantiNova SYBR Green PCRバッファーを使用して、リアルタイム定量RT-PCR（Qiagen、オランダ、フェンロー）により、上記遺伝子のRNA発現を評価しました。すべての反応は2セットでテストしました。サイクルは、95℃で2分間の変性、95℃で5秒間の変性を40サイクル、および60℃で10秒間のアニーリング/伸長から構成されていました。Bio-RadのCFX 96（Bio-Rad Laboratories、米国カリフォルニア州ハーキュリーズ）を使用して、最後の融解曲線ステップを実施しました。標的遺伝子の発現レベルはGAPDHに対して較正しました。すべての計算にはデルタ-デルタ-CT法が用いられました。プライマーセットは、以前に公開されたデータまたは既知のマウス遺伝子配列を使用して作成されました。
- ペプチドミクス
皮膚サンプルは溶液中でトリプシン消化され、その後検査されました。以前に記載されたように、プロテオミクスサンプルを収集、調製し、nanoAcquity（Waters、米国マサチューセッツ州ミルフォード）およびImpact II（Bruker Daltonics、米国マサチューセッツ州ビレリカ）を使用してLCMS分析にかけました。サンプル中に存在するタンパク質を同定するために、マウスおよびティラピアに対してPEAKS X Plus（BSI、Inc.、カナダオンタリオ州ウォータールー）を使用して、同定されたペプチドの配列をUniprotプロテオーム（UP000005207、UP000000589）に対して検索しました。次に、同定されたタンパク質の6桁のアクセッション番号を使用して、それらをNCBIに対してblast検索しました。研究者らは、魚類およびマウスの皮膚で見つかったペプチドを分析およびフィルタリングし、魚類の皮膚で見つかりマウスの皮膚にはないペプチドの別のリストを作成し、両種の皮膚で見つかった構造ペプチドを除外しました。両種から構造ペプチドまたは同一ペプチドを除外し、未同定の非構造ペプチドのみをリストに絞り込んだ。その後、哺乳類タンパク質データベースを用いてそれらの配列を徹底的に解析した。本研究では、STRINGコンソーシアムバージョン11.5（STRING、スイス、チューリッヒ）を用いて、魚皮中の未同定ペプチドと90%以上の相同性を示すタンパク質のみを報告した。
本研究は、マウスモデルを用いて、組織学的、血液学的、分子生物学的手法を用いて魚皮による熱傷治療の結果を徹底的かつ慎重に評価した初の研究です。さらに、魚類と哺乳類の皮膚のタンパク質組成を比較し、魚皮には抗炎症性、抗菌性、創傷修復能を持つ特有のタンパク質が存在することを発見しました。創傷閉鎖に関しては、魚皮を用いた熱傷治療はハイドロコロイド治療に比べて優位性はありませんでした。魚皮とHCB治療の間には、血液学的パラメータや全身血糖値に明らかな差はありませんでした。しかしながら、HCB治療対照群と比較して、魚皮を投与したマウスは、より早い段階でより多くの血管新生を示したことが観察されました。さらに、魚皮を投与したマウスでは、対照群と比較して抗菌ペプチドの発現が増加する傾向が見られました。これらの結果を総合すると、熱傷に対する魚皮療法の主要な動機が示され、今後の研究課題が示唆されます。
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