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Transplantation of umbilical cord blood cells and application for perinatal brain injury

Research Project

Project/Area Number 19K08267
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
Research InstitutionInstitute for Developmental Research Aichi Developmental Disability Center

Principal Investigator

Nakanishi Keiko  愛知県医療療育総合センター発達障害研究所, 障害モデル研究部, 客員研究員 (50280813)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords臍帯血幹細胞 / 移植再生医療 / 周生期脳障害 / 白質損傷 / コンドロイチン硫酸 / 周産期脳障害
Outline of Research at the Start

新生児にとって最も安全に移植可能である臍帯血幹細胞は、新生児低酸素性虚血性脳症(HIE)の新規治療法として期待されているが、どのような分子機序で症状改善に至るかについては未だ明らかではない。また、早期産児の脳室周囲白質軟化症(PVL)に対する臍帯血幹細胞の有効性も不明である。本研究では、HIEモデルラットにGFPトランスジェニック(TG)ラット臍帯血幹細胞を移植するという同種移植系を用いて、臍帯血幹細胞がどのような機序で脳損傷軽減効果をもたらすのか?白質損傷にも有効なのか?について検討する。

Outline of Final Research Achievements

Mononuclear cells isolated from GFP-TG rat umbilical cord blood were expanded (stem cell enriched-umbilical cord blood cells; SCE-UCBCs) and administered intraperitoneally to neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE) model of rats. The GFP-positive cells were detectable in the connective tissue around the spleen, some of which were positive for LYVE1. No obvious brain damage was observed in rats subjected to Rice-Vannucci model at postnatal day 2 (P2), suggesting that further validation is needed to establish a stable white matter injury model. Glycan composition of SCE-UCBCs was examined and found that SCE-UCBCs contained more chondroitin sulfate (CS) content compared to heparan sulfate (HS) content. Colony forming cell assay showed that the percentage of colony forming cells decreased after treatment with CS-degrading enzyme.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

新生児低酸素性虚血性脳症(HIE)は現在もなお、脳性まひの主な原因の一つである。臨床では低体温療法が行われているが重症例に対する効果は乏しく、神経後遺症の克服のために幹細胞療法など新規治療法の開発が急務である。臍帯血は、造血幹細胞や間質性幹細胞などの組織幹細胞を含んでおり、骨髄採取が困難な新生児にとって最も安全かつ臨床応用しやすい幹細胞源である。臍帯血幹細胞移植による脳障害軽減効果は数多く報告されているが、幹細胞の特徴については未だ不明な点が多い。本研究で、梗塞軽減機序や幹細胞の特徴が明らかになれば、臨床研究のさらなる進展や効率的な移植方法の開発につながることが期待できる。

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 2021 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (6 results)

  • [Int'l Joint Research] Harvard University/Virginia Tech Carilion Res Inst(米国)

    • Related Report
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  • [Journal Article] LONRF2 is a protein quality control ubiquitin ligase whose deficiency causes late-onset neurological deficits2023

    • Author(s)
      Li Dan、Johmura Yoshikazu、Morimoto Satoru et al.
    • Journal Title

      Nature Aging

      Volume: 3 Issue: 8 Pages: 1001-1019

    • DOI

      10.1038/s43587-023-00464-4

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Characterization of chondroitin sulfate in stem cells derived from umbilical cord blood in rats2022

    • Author(s)
      Nakanishi Keiko、Higashi Kyohei、Toida Toshihiko、Asai Masato
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 17 Issue: 1 Pages: e0262854-e0262854

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0262854

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Isozyme-Specific Role of SAD-A in Neuronal Migration During Development of Cerebral Cortex2018

    • Author(s)
      Nakanishi Keiko、Niida Hiroyuki、Tabata Hidenori、Ito Tsuyoshi、Hori Yuki、Hattori Madoka、Johmura Yoshikazu、Yamada Chisato、Ueda Takashi、Takeuchi Kosei、Yamada Kenichiro、Nagata Koh-ichi、Wakamatsu Nobuaki、Kishi Masashi、Pan Y Albert、Ugawa Shinya、Shimada Shoichi、Sanes Joshua R、Higashi Yujiro、Nakanishi Makoto
    • Journal Title

      Cerebral Cortex

      Volume: 160 Issue: 9 Pages: 721-721

    • DOI

      10.1093/cercor/bhy253

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ラット臍帯血幹細胞のコンドロイチン硫酸糖鎖の特徴2023

    • Author(s)
      2)中西圭子、東恭平、戸井田敏彦、浅井真人
    • Organizer
      日本生理学会第100回記念大会
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  • [Presentation] ラット臍帯血幹細胞のコンドロイチン硫酸糖鎖の解析2022

    • Author(s)
      中西圭子
    • Organizer
      第58回周産期新生児医学会
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  • [Presentation] ラット臍帯血幹細胞のコンドロイチン硫酸/デルマタン硫酸糖鎖の特徴2021

    • Author(s)
      中西圭子、東恭平、戸井田敏彦、浅井真人
    • Organizer
      第64回日本神経化学会大会(Web開催)
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      中西圭子、東恭平、戸井田敏彦、浅井真人
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      第126回日本解剖学会総会/第98回日本生理学会大会合同大会
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  • [Presentation] Distinct role of SAD-A and SAD-B in radial neuronal migration in the developing brain.2019

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      Nakanishi K, Niida H, Tabata H, Johmura Y, Ueda T, Yamada K, Nagata K-I, Wakamatsu N, Kishi M, Ugawa S, Shimada S, Higashi Y, Nakanishi M
    • Organizer
      第42回日本神経科学大会/第62回日本神経化学会大会
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  • [Presentation] 新生児低酸素性虚血性脳症モデルラットに投与したラット臍帯血幹細胞の分化の検討2019

    • Author(s)
      中西圭子、伊藤美春、佐藤義朗
    • Organizer
      第64回日本新生児成育医学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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