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New Treatments for Cerebral and Spinal Cord Injury: Efficacy of intrathecal therapy with hematopoietic cytokines

Research Project

Project/Area Number 21K09156
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56010:Neurosurgery-related
Research InstitutionSt. Marianna University School of Medicine (2022-2023)
Yokohama City University (2021)

Principal Investigator

村田 英俊  聖マリアンナ医科大学, 医学部, 教授 (40398524)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords脊髄症 / 頚髄損傷 / エリスロポイエチン / 髄腔内投与 / 顆粒球コロニー刺激因子 / 頸髄損傷 / 脳脊髄損傷 / 造血サイトカイン / 髄腔内投与療法
Outline of Research at the Start

脳・脊髄損傷に対して、再生医療が試行されているものの、実臨床では有効な治療法を見いだせているとは言い難い。私たちはこれまで造血サイトカインに着目し、顆粒球コロニー刺激因子やエリスロポエチンが圧迫脊髄モデルの運動機能を改善させることを見いだした(Spine 2016, PLOS one 2019)。しかし、これらのサイトカインは中枢神経への移行率が低く、いずれも高用量が必要であった。そこで、直接的かつ効率的に中枢神経に作用させるべく、髄腔内投与療法を発案した。造血サイトカインを基盤とした髄腔内投与療法の有効性と安全性を明らかにし、臨床に適用しうる治療基盤の確立を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

生涯にわたって障害をもたらす脳・脊髄損傷に対して、再生医療に期待が寄せられているものの、実臨床ではこれらの中枢神経を回復させる有効な治療法を見いだせているとは言えない。研究代表者らはこれまで造血サイトカインに着目し、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)やエリスロポエチン(EPO)が圧迫脊髄モデルの運動機 能を改善させることを見いだした(Spine 2016, PLOS one 2019)。しかし、相応の効果を発揮するためには、いずれも高用量が必要であることも判明した。それはG-CSFやEPOは分子量が大きいため、髄液移行性が乏しいためである。そこで、直接的かつ効率的に中枢神経に作用させるべく、髄腔内投与療法を発案した。 本研究では、脳・脊髄損傷に対して造血サイトカインを基盤とした髄腔内投与療法の有効性と安全性を明らかにし、臨床に適用しうる治療基盤の確立を目指すことを目的とした。 今回、頚髄圧迫障害性モデルを作成した。このモデルにEPOの持続髄腔内投与を行い、運動機能の変化、病理学的変化 (運動ニューロン、脳室周囲、軸索の変化、炎症等の有無)、アポトーシスの変化、脳および脊髄内の同サイトカインの濃度測定を検討した。 結果として、歩行機能(rotarod test, ladder rung test)で有意な改善がみられた。H-E染色およびChAT染色において、前角細胞数の保持が示された。ニューロンマーカーである5-HT発現の保持、synaptophysin陽性の軸索の伸長が確認された。組織中EPOレベルも有意に増加した。血液学的に多血症は認められず、脊髄や脳表に炎症所見などの有害な病理所見はなかった。Caspase-3法によるアポトーシスは、 EPO髄腔内持続投与群で有意に減少した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

圧迫性脊髄症エリスロポイエチンの髄腔内投与の効果は明らかであり、微量投与で効果があることも示された。現在、論文投稿中である。一方で、脳損傷モデルにおいてはまだ実験中であり、次年度も評価を行っていく予定である。

Strategy for Future Research Activity

圧迫性脊髄症エリスロポイエチンの髄腔内投与の効果は明らかであり、微量投与で効果があることも示された。現在、論文投稿中である。一方で、脳損傷モデルにおいてはまだ実験中であり、次年度も評価を継続する予定である。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (67 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (21 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 20 results,  Open Access: 3 results) Presentation (38 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 25 results) Book (8 results)

  • [Journal Article] 特集 ITを駆使した術前シミュレーション-トラブル回避と時短手術習得 Ⅲ 合併症対策のための術前シミュレーション 脊椎脊髄外科における合併症回避のための術前シミュレーション2024

    • Author(s)
      村田 英俊
    • Journal Title

      Neurological Surgery 脳神経外科

      Volume: 52 Issue: 2 Pages: 415-421

    • DOI

      10.11477/mf.1436204927

    • ISSN
      0301-2603, 1882-1251
    • Year and Date
      2024-03-10
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  • [Journal Article] Network Meta-Analysis of C5 Palsy After Anterior Cervical Decompression of Three to Six Levels2024

    • Author(s)
      Takase Hajime、Haze Tatsuya、Yamamoto Daisuke、Inagaki Naoko、Nitta Manabu、Murata Hidetoshi、Yamamoto Tetsuya
    • Journal Title

      Spine

      Volume: 49 Issue: 3 Pages: 188-196

    • DOI

      10.1097/brs.0000000000004865

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  • [Journal Article] Intraoperative Integrated Diagnostic System for Malignant Central Nervous System Tumors2024

    • Author(s)
      Hayashi Takahiro、Tateishi Kensuke、 Murata Hidetoshi、Yamamoto Tetsuya
    • Journal Title

      Clinical Cancer Research

      Volume: 30 Issue: 1 Pages: 116-126

    • DOI

      10.1158/1078-0432.ccr-23-1660

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  • [Journal Article] Epilepsy with Eyelid Myoclonia Complicated by Polycystic Ovary Syndrome: Valproate Withdrawal, Vagus Nerve Stimulation, and Seizure Reduction2023

    • Author(s)
      TATEBAYASHI Kyoko、TAKUMI Ichiro、MATSUMORI Takashi、KAWAGUCHI Kimiyuki、MURATA Hidetoshi
    • Journal Title

      NMC Case Report Journal

      Volume: 10 Issue: 0 Pages: 321-325

    • DOI

      10.2176/jns-nmc.2023-0083

    • ISSN
      2188-4226
    • Year and Date
      2023-12-31
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  • [Journal Article] A case of infected subdural hematoma with an unknown route of infection2023

    • Author(s)
      佐瀬 泰玄、小林 敦、古屋 優、村田 英俊
    • Journal Title

      NEUROSURGICAL EMERGENCY

      Volume: 28 Issue: 1 Pages: 52-58

    • DOI

      10.24723/jsne.28.1_52

    • ISSN
      1342-6214, 2434-0561
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  • [Journal Article] Clinical Characteristics and Long-term Outcomes of Spinal Pilocytic Astrocytomas: A Multicenter Retrospective Study by the Neurospinal Society of Japan2023

    • Author(s)
      Muto Jun、Murata Hidetoshi、Shigekawa Seiji、Mitsuhara Takafumi、Umebayashi Daisuke、Kanematsu Ryo、Joko Masahiro、Inoue Tatsushi、Inoue Tomoo、Endo Toshiki、Hirose Yuichi、for the Investigators of Intramedullary Spinal Cord Tumors in the Neurospinal Society of Japan
    • Journal Title

      Neurospine

      Volume: 20 Issue: 3 Pages: 774-782

    • DOI

      10.14245/ns.2346450.225

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Surgical and Endovascular Treatments for Asymptomatic Arteriovenous Fistulas at the Craniocervical Junction: A Multicenter Study2023

    • Author(s)
      Inoue Tomoo、Murata Hidetoshi、Yasuhara Takao、Yamahata Hitoshi、Yamamoto Shinji
    • Journal Title

      World Neurosurgery

      Volume: 175 Pages: e1049-e1058

    • DOI

      10.1016/j.wneu.2023.04.068

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  • [Journal Article] Left Distal Transradial Approach for the Treatment of a Sacral Extradural Arteriovenous Fistula: A Technical Note and Literature Review2023

    • Author(s)
      Ito Hidemichi、Uchida Masashi、Kaji Tomohiro、Fukano Takayuki、Hagiwara Yuta、Takasuna Hiroshi、Murata Hidetoshi
    • Journal Title

      World Neurosurgery

      Volume: 174 Pages: 25-29

    • DOI

      10.1016/j.wneu.2023.02.141

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  • [Journal Article] Role of SOCS and VHL Proteins in Neuronal Differentiation and Development2023

    • Author(s)
      Hiroshi Kanno, Shutaro Matsumoto, Tetsuya Yoshizumi, Kimihiro Nakahara, Atsuhiko Kubo, Hidetoshi Murata, Taro Shuin, Hoi-Sang U
    • Journal Title

      Int J Mol Sci

      Volume: 15;24(4) Issue: 4 Pages: 3880-3880

    • DOI

      10.3390/ijms24043880

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  • [Journal Article] SOCS7-Derived BC-Box Motif Peptide Mediated Cholinergic Differentiation of Human Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells2023

    • Author(s)
      Hiroshi Kanno, Shutaro Matsumoto, Tetsuya Yoshizumi, Kimihiro Nakahara, Masamichi Shinonaga, Atsuhiko Kubo, Satoshi Fujii, Yasuyuki Ishizuka, Masaki Tanaka, Masamitsu Ichihashi, Hidetoshi Murata
    • Journal Title

      Int J Mol Sci

      Volume: 1;24(3) Issue: 3 Pages: 2786-2786

    • DOI

      10.3390/ijms24032786

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  • [Journal Article] Congestive myelopathy due to craniocervical junction arteriovenous fistulas mimicking transverse myelitis: a multicenter study on 27 cases2022

    • Author(s)
      Takai K, Endo T, Seki T, Inoue T; Neurospinal Society of Japan CCJAVF Study Investigators (H Murata).
    • Journal Title

      Journal of Neurology

      Volume: 270(3) Issue: 3 Pages: 1745-1753

    • DOI

      10.1007/s00415-022-11536-7

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  • [Journal Article] Current Trends in the Surgical Management of Intramedullary Tumors: A Multicenter Study of 1,033 Patients by the Neurospinal Society of Japan2022

    • Author(s)
      Endo Toshiki、Inoue Tomoo、Mizuno Masaki、Kurokawa Ryu、Ito Kiyoshi、Ueda Shigeo、Takami Toshihiro、Hida Kazutoshi、Hoshimaru Minoru、Investigators of intramedullary spinal cord tumors in the Neurospinal Society of Japan (H.Murata)
    • Journal Title

      Neurospine

      Volume: 19(2) Issue: 2 Pages: 441-452

    • DOI

      10.14245/ns.2244156.078

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  • [Journal Article] HSP90 inhibition overcomes resistance to molecular targeted therapy in BRAFV600E mutant high-grade glioma2022

    • Author(s)
      Sasame J, Ikegaya N, Kawazu M, Natsumeda M, Hayashi T, Isoda M, Satomi K, Tomiyama A, Oshima A, Honma H, Miyake Y, Takabayashi K, Nakamura T, Ueno T, Matsushita Y, Iwashita H, Kanemaru Y, Murata H, Ryo A, Terashima K, Yamanaka S, Fujii Y, Mano H, Komori T, Ichimura K, Cahill DP, Wakimoto H, Yamamoto T, Tateishi K.
    • Journal Title

      Clin Cancer Res

      Volume: 印刷中 Issue: 11 Pages: 2425-2439

    • DOI

      10.1158/1078-0432.ccr-21-3622

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  • [Journal Article] Influence of hospital capabilities and prehospital time on outcomes of thrombectomy for stroke in Japan from 2013 to 20162022

    • Author(s)
      Kurogi A, Onozuka D, Hagihara A, Nishimura K, Kada A, Hasegawa M, Higashi T, Kitazono T, Ohta T, Sakai N, Arai H, Miyamoto S, Sakamoto T, Iihara K; J-ASPECT Study Collaborators (Murata H).
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12(1) Issue: 1 Pages: 3252-3252

    • DOI

      10.1038/s41598-022-06074-1

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  • [Journal Article] Ischemic complications in the neurosurgical and endovascular treatments of craniocervical junction arteriovenous fistulas: A multicenter study2022

    • Author(s)
      Takai K, Endo T, Seki T, Inoue T, Koyanagi I, Mitsuhara T, and the Neurospinal Society of Japan CCJ AVF Study Investigators (Murata H)
    • Journal Title

      Journal of Neurosurgery

      Volume: 29 Issue: 6 Pages: 1-10

    • DOI

      10.3171/2022.3.jns22341

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  • [Journal Article] Neurosurgical versus endovascular treatment of craniocervical junction arteriovenous fistulas: a multicenter cohort study of 97 patients2021

    • Author(s)
      Takai K, Endo T, Seki T, Inoue T, Koyanagi I, Mitsuhara T, and the Neurospinal Society of Japan CCJ AVF Study Investigators (Murata H)
    • Journal Title

      J Neurosurg.

      Volume: 31 Issue: 2 Pages: 1-8

    • DOI

      10.3171/2021.10.jns212205

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  • [Journal Article] Superficial siderosis and nonobstructive hydrocephalus due to subependymoma in the ventricle: An illustrative case report2021

    • Author(s)
      Yuta Otomo, Naoki Ikegaya, Akito Oshima, Shutaro Matsumoto, Naoko Udaka, Chia-Cheng Chang, Kensuke Tateishi, Hidetoshi Murata, Tetsuya Yamamoto
    • Journal Title

      Surg Neurol Int

      Volume: 12 Pages: 631-631

    • DOI

      10.25259/sni_868_2021

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  • [Journal Article] Verbal and memory deficits caused by aphasic status epilepticus after resection of a left temporal lobe glioma2021

    • Author(s)
      Misaki Kamogawa, Naoki Ikegaya, Yohei Miyake, Takahiro Hayashi, Hidetoshi Murata, Kensuke Tateishi, Tetsuya Yamamoto
    • Journal Title

      Surgical Neurology International

      Volume: 14 Pages: 614-614

    • DOI

      10.25259/sni_1120_2021

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  • [Journal Article] Practical Arachnoid Anatomy for the Technical Consideration of Galen Complex Dissection: Cadaveric and Clinical Evaluation2021

    • Author(s)
      Miyake Shigeta、Suenaga Jun、Nakamura Taishi、Akimoto Taisuke、Suzuki Ryosuke、Ohtake Makoto、Takase Hajime、Tateishi Kensuke、Shimizu Nobuyuki、Murata Hidetoshi、Funakoshi Kengo、Sawamura Yutaka、Yamamoto Tetsuya
    • Journal Title

      World Neurosurgery

      Volume: 151 Pages: 581-587

    • DOI

      10.1016/j.wneu.2021.04.041

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  • [Journal Article] IDH-Mutant Astrocytoma With Chromosome 19q13 Deletion Manifesting as an Oligodendroglioma-Like Morphology.2021

    • Author(s)
      Miyake Y, Fujii K, Nakamaura T, Ikegaya N, Matsushita Y, Gobayashi Y, Iwashita H, Udaka N, Kumagai J, Murata H, Takemoto Y, Yamanaka S, Ichimura K, Tateishi K, Yamamoto T.
    • Journal Title

      J Neuropathol Exp Neurol.

      Volume: 80 Issue: 3 Pages: 247-253

    • DOI

      10.1093/jnen/nlaa161

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  • [Journal Article] Efficacy of Supraclavicular Scalenotomy Followed by External Neurolysis without Rib Resection for Post-traumatic Neurogenic Thoracic Outlet Syndrome2021

    • Author(s)
      Tetsuya Yoshizumi
    • Journal Title

      SPINE

      Volume: 46 Issue: 11 Pages: 632-638

    • DOI

      10.1097/brs.0000000000003859

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  • [Presentation] 脊髄腫瘍摘出における手術機器・器械の選択と工夫:摘出戦略と技術的工夫2023

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      村田英俊 内田将司 高砂浩史 伊藤英道 松森隆史 久代裕一郎 日高 岳 圓谷研人 谷原茉莉子
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      第82回 脳神経外科学会学術総会
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      村田英俊
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      村田英俊 内田将司 伊藤英道 高砂浩史 松森隆史 日髙 岳 川口公悠樹 梶 友紘 久代裕一郎
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      第35回 日本頭蓋底外科学会
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  • [Presentation] 脳・神経疾患の疼痛管理の実際: 脳神経外科医の立場から2023

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      Hidetoshi Murata, Mitsuru Sato, Masashi Uchida, Hiroshi Takasuna, Hidemichi Itoh, Takashi Matsumori, Kimiyuki Kawaguchi, Tomohiro Kaji, Yuichiro Kushiro, Gaku Hidaka
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      The 14th Annual Meeting of Asia Spine
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      Hidetoshi Murata
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      村田英俊 佐藤 充 内田将司 高砂浩史 伊藤英道 松森隆史 川口公悠樹 梶 友紘 日髙 岳 中村歩希
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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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