| Project/Area Number |
20K09354
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 56010:Neurosurgery-related
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
峯 裕 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 訪問研究員 (10306730)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武藤 淳 藤田医科大学, 医学部, 准教授 (30383839)
金村 米博 独立行政法人国立病院機構大阪医療センター(臨床研究センター), その他部局等, 機関長・部門長クラス (80344175)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | ヒトiPS-NSPCs / MCAOモデルマウス / MCAOモデルラット / パーキンソン病モデルマウス / 脳内移植 / 神経回路網再構築 / トランスジェニックマウス / ヒトiPS-NESCs / combination cell therapy / iPSC transplantation / endogenous NSPCs / brain stroke / regenerative medicine |
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| Outline of Research at the Start |
脳血管障害は神経回路網損傷する中枢神経疾患である。薬物療法や血管内治療の進歩により死亡率は減少し治療成績は向上した。しかし、現在の治療は発症後の進行予防・脳保護にすぎず、既に損傷した神経回路網の回復は困難である。更には実際の臨床現場で多い亜急性期・慢性期の脳血管障害患者に対し機能改善し得る治療はない。障害患者は増加傾向にあり、損傷神経回路網再建を促す新しい治療法の開発が急務である。回復困難な亜急性期・慢性期脳血管障害の神経回路網再構築を目指し、iPS細胞由来神経幹細胞移植と内在性幹細胞を用いた「幹細胞コンビネーション治療法」を確立する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
1)臨床グレードのヒトiPS細胞由来NESCsまたは神経幹細胞・前駆細胞(NSPCs)およびホスト脳内移植細胞追跡用に開発したeGFP/mCherry遺伝子導入ヒトiPS-NESCs/NSPCsを既報(Oki et al.:Stem Cells 30: 1120-1133, 2011)や共同研究者 金村博士らの方法(Fukusumi et al.: Stem Cell Int 2016:7235757, 2016)に準じ培養増殖し移植に必要な細胞数を確保し、凍結ストックを作成した。
2) 宿主線条体と移植ヒトiPS細胞の相互作用と神経回路網修復・修飾を観察するため、パーキンソン病モデルマウスを既報(Thompson et al.: Eur J Neurosci 30: 625-638, 2009; Masini et al.: Biomedicines 9:598, 2021)に準じて作成を進めた。正常及びトランスジェニックマウス共にアンフェタミン誘発回転運動などで採択率80-90％以上の安定かつ安全な疾患モデル動物作成が可能となった。
3)更に、eGFP/mCherry-iPS-NESCs/NSPCsを既報(Mine et al.:Neurobiol Dis 52:191-203,2013; Neurosurgery 65:741-753, 2009)に準じて同側線条体に移植し、一部の動物で10～12週間後に症状改善とmCherry陽性細胞の生着と神経細胞への分化を認めた。
4)成体雄性ラットとトランスジェニックマウスを用いた片側中大脳動脈閉塞モデル作成は術中麻酔濃度などの改良により安定した。評価系（neurological score、stepping test、cylinder test、stair case test）も確立できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
COVID-19に対する本務先院内規定が厳しく、2023年度前半は外部での行動が大きく制限されたままで、実験施行に制約があり、研究の遂行に支障を来した。後半に入り徐々に進めることが出来、移植ドナー細胞の追跡（トレース）可能な蛍光タンパク遺伝子導入ヒトiPS細胞由来細胞の培養システムは安定し移植用細胞を冷凍ストック出来た。また電気生理学および免疫組織化学的精査を進めるため新たに導入したトランスジェニックマウスを用いた実験モデル動物（パーキンソン病モデル/脳梗塞モデル）作成と評価システムも安定することが出来た。特に、パーキンソン病モデルを用いたヒトiPS細胞移植並びに線条体組織との相互作用に関しては行動学的評価を行い、電気生理学的・免疫組織化学的評価を行い、解析中である。プロジェクト全体を進める事が出来ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本来２０２３年度は脳梗塞亜急性期移植の継続と慢性期への移植研究を行う予定だったが、上述の様に進捗が遅れているため、研究期間を更に１年延長した。正常動物へのヒトiPS細胞脳内移植による長期生存・分化・腫瘍形成の有無、新生神経細胞の有無や増殖度等を観察、また線条体における神経回路網再構築の電気生理学的精査のため導入したトランスジェニックマウスを用いた移植実験（パーキンソン病モデル）は順調に進んでおり、解析中である。
一方、モデル作成が安定してきた脳梗塞モデルに関しては、脳梗塞亜急性期移植実験（対照群：培養液のみ、繊維芽細胞）を予定する。損傷脳に対する移植iPS由来細胞の生着・分化・成熟や内在性NSCによる神経新生への影響（特に脳室下層）、抗炎症作用を評価する。そして行動学的検査結果との関連を解明する予定である。
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