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Development of controlled release technology of stem cell-derived exosomes for spinal cord injury

Research Project

Project/Area Number 19K06405
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
Research InstitutionOsaka Metropolitan University (2022)
Osaka Prefecture University (2019-2021)

Principal Investigator

Nishida Hidetaka  大阪公立大学, 大学院獣医学研究科, 准教授 (00622804)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田畑 泰彦  京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 教授 (50211371)
秋吉 秀保  大阪公立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (50420740)
城 潤一郎  大阪歯科大学, 歯学部, 准教授 (60511243)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords再生医療 / エクソソーム / 細胞外小胞 / 脊髄損傷 / 徐放 / ハイドロゲル / 間葉系幹細胞 / イヌ / 抗炎症 / 徐放化
Outline of Research at the Start

既存の治療では回復が認められない脊髄損傷に対する新たな治療法として、幹細胞を用いた治療の有効性が報告されている。申請者は、間葉系幹細胞が分泌するエクソソームの効果を明らかにしている。本研究ではこれらの知見を活用し、間葉系幹細胞から効率的にエクソソームを産生する技術を開発する。また、エクソソームの徐放化技術を確立させることによって、治療困難な脊髄損傷のイヌに対する新たな治療法を提供する。本研究は凍結保存することが可能な幹細胞由来エクソソームに着目し、“ready-to-use”を実現可能にした新たな再生医療の治療技術を提供することができる。

Outline of Final Research Achievements

We developed the controlled release technology of stem cell-derived exosomes for spinal cord injury as follows. (1) We developed the cationized gelation hydrogels for controlled release of stem cell-derived exosomes. The varying degrees of crosslinking allowed for the adjustment of exosome release rates in both in vitro and in vivo settings. (2) In vitro assays, exosomes released from the hydrogels demonstrated the ability to suppress inflammation in microglias induced by LPS. (3) It is tendency to improve motor function after implanting hydrogels that immersed exosomes in rat models of spinal cord injury.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、 セルフリーセラピーの新たな治療ツールとして期待されているエクソソームに特化した徐放剤の開発に成功し、局所に長期間有効性を維持するための基盤技術の開発に成功した。これらの技術は有効性を長期間維持するだけでなく、再生治療にかかるコストを大幅に削減することが可能となる、本研究で得られた結果を次の研究に活かし、イヌの中枢神経損傷に対する臨床応用の実現につなげていく予定である。また、本研究で得られた成果は、伴侶動物の再生医療を推進させるだけでなく、ヒト臨床応用に向けても信頼性の高い情報を提供することが可能となる。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 5 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Spinal epidural empyema concurrent with sequestrum in a cat: a case report2022

    • Author(s)
      Kosuke Kinoshita, Hidetaka Nishida, Ryoji Kanegi, Yuya Nakamoto, Toshiyuki Tanaka, Tamiko Fumimoto, Mitsuru Kuwamura, Yasuo Ogawa, Hideo Akiyoshi
    • Journal Title

      Journal of Veterinary Medical Science

      Volume: 84 Issue: 10 Pages: 1368-1372

    • DOI

      10.1292/jvms.22-0264

    • ISSN
      0916-7250, 1347-7439
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Controlled release of canine MSC-derived extracellular vesicles by cationized gelatin hydrogels2022

    • Author(s)
      Yoshizaki Karin, Nishida Hidetaka, Tabata Yasuhiko, Jo Junichiro, Nakase Ikuhiko, Akiyoshi Hideo.
    • Journal Title

      Regenerative Therapy

      Volume: 22 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.reth.2022.11.009

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Case Report: Detection of Transferrin in a Dog Suspected of Having Cerebrospinal Fluid Rhinorrhea2022

    • Author(s)
      Kinoshita Kosuke、Nishida Hidetaka、Kanegi Ryoji、Nakamoto Yuya、Tanaka Toshiyuki、Shimamura Shunsuke、Kusumoto Kazuhito、Akiyoshi Hideo
    • Journal Title

      Frontiers in Veterinary Science

      Volume: 9 Pages: 845809-845809

    • DOI

      10.3389/fvets.2022.845809

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Extracellular Vesicles Derived From Canine Mesenchymal Stromal Cells in Serum Free Culture Medium Have Anti-inflammatory Effect on Microglial Cells2021

    • Author(s)
      Kuwahara Yukina、Yoshizaki Karin、Nishida Hidetaka、Kamishina Hiroaki、Maeda Sadatoshi、Takano Katsura、Fujita Naoki、Nishimura Ryohei、Jo Jun-ichiro、Tabata Yasuhiko、Akiyoshi Hideo
    • Journal Title

      Frontiers in Veterinary Science

      Volume: 8 Pages: 633426-633426

    • DOI

      10.3389/fvets.2021.633426

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Canine mesenchymal stromal cell-conditioned medium promotes survival and neurite outgrowth of neural stem cells2020

    • Author(s)
      Nakamura Michi, Nishida Hidetaka, Yoshizaki Karin, Akiyoshi Hideo, Hatoya Shingo, Sugiura Kikuya, Inaba Toshio
    • Journal Title

      Journal of Veterinary Medical Science

      Volume: 82 Issue: 5 Pages: 668-672

    • DOI

      10.1292/jvms.19-0141

    • NAID

      130007844440

    • ISSN
      0916-7250, 1347-7439
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Expression of microRNAs in plasma and in extracellular vesicles derived from plasma for dogs with glioma and dogs with other brain diseases.2020

    • Author(s)
      Narita M, Nishida H, Asahina R, Nakata K, Yano H, Dickinson PJ, Tanaka T, Akiyoshi H, Maeda S, Kamishina H.
    • Journal Title

      American Journal of Veterinary Research

      Volume: 81 Issue: 4 Pages: 355-360

    • DOI

      10.2460/ajvr.81.4.355

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 臨床応用を目指した間葉系幹細胞由来 Extracellular Vesicleを用いた治療法の開発2020

    • Author(s)
      西田英高
    • Journal Title

      膜

      Volume: 45 Pages: 68-72

    • NAID

      130007839824

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 脊髄損傷治療の現状と新たな治療法の開発 (獣医療分野からの視点)2019

    • Author(s)
      西田英高
    • Journal Title

      Precision Medicine

      Volume: 2 Pages: 1244-1246

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 幹細胞由来細胞外小胞を用いた脊髄損傷に対するDDS再生治療の挑戦2022

    • Author(s)
      西田英高
    • Organizer
      第12回DDS再生医療研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 幹細胞由来細胞外小胞を用いた脊髄損傷に対する再生治療法の開発2022

    • Author(s)
      西田英高
    • Organizer
      バイオ・メディカル・フォーラム2023
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 再生医療への細胞外小胞技術の 役割と新展開2022

    • Author(s)
      西田英高
    • Organizer
      第22回日本再生医療学会総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] イヌ間葉系幹細胞由来細胞外小胞を用いた 脊髄損傷に対する基盤技術の開発2022

    • Author(s)
      西田英高
    • Organizer
      第22回日本再生医療学会総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ゼラチンハイドロゲルを用いたイヌ間葉系幹細胞由来Extracellular Vesicle徐放化技術の開発2020

    • Author(s)
      吉﨑香琳、西田英高、三重慧一郎、城潤一郎、田畑泰彦、秋吉秀保
    • Organizer
      第19回日本再生医療学会総会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] イヌ間葉系幹細胞由来Extracellular Vesicle徐放化技術を用いた治療法の開発2020

    • Author(s)
      吉﨑香琳、西田英高、三重慧一郎、城潤一郎、田畑泰彦、秋吉秀保
    • Organizer
      第10回DDS再生医療研究会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 間葉系幹細胞由来エクソソームを用いた中枢神経損傷治療法の開発2020

    • Author(s)
      西田英高
    • Organizer
      第20回日本再生医療学会総会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 無血清培地条件下で回収されたイヌ間葉系幹細胞由来Extracellular Vesicleの抗炎症効果2019

    • Author(s)
      吉崎香琳、桑原由季菜、西田英高、神志那弘明、前田貞俊、三重慧一郎、秋吉秀保
    • Organizer
      第162回日本獣医学会学術集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Anti-inflammatory effect of extracellular vesicles derived from canine mesenchymal stem/stromal cells in serum free culture medium2019

    • Author(s)
      Yoshizaki K, Kuwahara Y, Nishida H, Kamishina H, Maeda S, Mie K, Akiyoshi H
    • Organizer
      The 6th Asian Meeting of Animal Medicine Specialties
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 大阪府立大学 獣医外科学教室

    • URL

      http://www.vet.osakafu-u.ac.jp/surg/

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 大阪府立大学 獣医外科学教室

    • URL

      http://www.vet.osakafu-u.ac.jp/surg/

    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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