ヒトiPS細胞由来の脊髄神経幹細胞による脊髄損傷治療法の確立
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20K09413
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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 56020:Orthopedics-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
熊丸 浩仁 九州大学, 大学病院, 助教 (50837309)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | 脊髄損傷 / 再生医療 / IPS細胞 / 神経幹細胞移植 / 脊髄神経幹細胞 / 皮質脊髄路 / 再生 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では損傷脊髄に対するヒトiPS細胞由来の脊髄幹細胞移植の有用性と安全性をラットの脊髄損傷モデルを用いて評価する。令和2-3年度にはヒトiPS細胞から脊髄神経幹細胞の誘導・長期培養を確立し、免疫不全ラットの第5頚髄に脊髄損傷を作成し、損傷2週後にGFPを発現したiPS細胞由来の脊髄神経幹細胞(50万個)を損傷空洞内に移植する。移植3・6ヶ月後に免疫染色を行い分化能・増殖能・腫瘍化の有無を解析する。令和4-6年度には宿主の皮質脊髄路の再生の解析を行い、さらにヒトiPS細胞由来の脊髄神経幹細胞の有用性・安全性の判定を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
安全性が高いとされるmRNA(KLF-4, c-MYC, OCT4, SOX2)のみを利用してヒト線維芽細胞からリプログラミングされたヒトRNA-iPSC(RiPSC)脊髄神経幹細胞の誘導及び3か月以上の長期培養に成功しさまざまな種類の脊髄ニューロンへの分化能を有していることは確認されさらに免疫不全ラット正常脊髄(第4頚髄レベル)に移植し腫瘍化は認められず、ニューロンへの分化能を有していることが確認された(R3)。
免疫不全ラット損傷脊髄(第4頚髄レベル)にこれらの細胞を移植し(P16)、移植後2か月、４か月に細胞のニューロンへの分化を確認した。その結果、移植細胞は移植後２か月の時点成熟ニューロンのマーカーであるNeuNを発現しており、４か月の時点ではNeuN陽性細胞はさらに成熟した形態に分化しておりニューロンへの分化能を有していることが確認された。さらにGFAP陽性のアストロサイト、NG2陽性のオリゴデンドロサイトへの分化も認められヒトRiPSC由来脊髄神経幹細胞が神経系３系統の細胞に移植後も分化できることが確認された。
免疫染色による定量の結果、ニューロンへ分化した細胞が80%程度であり、ES細胞由来脊髄神経幹細胞(Kumamaru et al 2018 Nat Methods)とほぼ同等の分化を示した。さらに我々が確立した方法で移植ニューロンの識別を行った結果、約30%の移植ニューロンが感覚系ニューロン・約30%の移植ニューロンが運動系ニューロンに分化していることが解明された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
腫瘍化が認められた場合には細胞を作り直す必要があったため、大幅な実験計画の遅れが予測されたが、損傷脊髄にRIPSC由来の脊髄幹細胞の移植を行い、腫瘍化を認めず順調に計画は進んでいると考えられる。
さらに移植細胞のニューロンへの分化及びその詳細な識別を行っており、新しい知見も得られた
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はこれらの細胞を用いて損傷部の空洞内への皮質脊髄路の再生の実験に取り掛かる予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(10 results)
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[Journal Article] Rhesus macaque versus rat divergence in the corticospinal projectome2022
Author(s)
Sinopoulou Eleni、Rosenzweig Ephron S.、Conner James M.、Gibbs Daniel、Weinholtz Chase A.、Weber Janet L.、Brock John H.、Nout-Lomas Yvette S.、Ovruchesky Eric、Takashima Yoshio、Biane Jeremy S.、Kumamaru Hiromi、Havton Leif A.、Beattie Michael S.、Bresnahan Jacqueline C.、Tuszynski Mark H.
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Journal Title
Neuron
Volume: 110
Issue: 18
Pages: 2970-2983.e4
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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