| Project/Area Number |
21K09182
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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 | Sapporo Medical University |
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Principal Investigator |
岡 真一 札幌医科大学, その他部局等, 准教授 (70789453)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 祐典 札幌医科大学, 医学部, 准教授 (20538136)
横山 貴裕 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (60896116)
本望 修 札幌医科大学, 医学部, 教授 (90285007)
鵜飼 亮 札幌医科大学, 医学部, 講師 (30896113)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 骨髄間葉系幹細胞 / diffusion tensor imaging / spinal cord injury / brain plasticity / 脳コネクトーム解析 / 脊髄損傷 / mesenchymal stem cells / MRI |
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| Outline of Research at the Start |
脊髄損傷動物モデルに対するMSCの経静脈的な移植は、運動機能を回復し、加えて局所だけではなく、上位の脊髄、脳に作用し、plasticityを亢進させると考えられている。さらに脊髄損傷症例に対する同治療法の治験でのMRIを用いた解析においても、同様のことが示唆されている。しかし、賦活化された神経回路と機能回復との関連性ついては未だ不明な点が多い。そこで本申請では、脊髄損傷患者での臨床MRIデータと併せて、移植動物モデルにおける、①損傷局所、②上位に位置する脊髄ならびに③脳におけるplasticityを賦活化されるメカニズムを解析し、次世代の治療法の開発に展開することを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
脊髄損傷等の神経損傷に対して自家骨髄間葉系幹細胞(MSC)を経静脈的投与することによって、神経機能が回復することが明らかとなっている。投与した細胞の作用は、損傷部位の局所的修復のみならず、より上位の脊髄、脳を賦活するメカニズムが考えられている。今回我々は、ヒトおよび動物実験モデルにおける脊髄損傷に対するMSC投与後のMRI解析、動物モデルについては組織学的解析を同時に実施し、神経回路の再編成が生じていることを明らかにした。また同時にconnectome解析を含めた脳MRI解析の手法を他疾患の脳connectivity解析へ応用した。
研究の実績としては以下の通りである。第一として、脊髄損傷症例の頭部MRIを用いた大脳connectome解析では、脊髄損傷重症度分類(AIS)が2段階以上改善した症例群において、Global Efficiency(全体効率)およびClustering Coefficient(クラスタ係数)の増加傾向が示された。第二は、急性期脊髄損傷モデルラットを用いたMSC投与実験において、順行性ウイルストレーサーによる皮質脊髄路の解析では、MSC投与群において脊髄損傷部を迂回する架橋連絡が出現し、尾側へ連絡していくことが認められた。第三は、同様の脳MRI解析を実施している重症頭部外傷症例において、MSC投与後に賦活化させる神経連絡が確認された。第四は、脳梗塞ラットモデルにおけるMSC投与実験における脳DTI解析において、MSC投与群では脳梁を介した左右大脳連絡が有意に増加することが認められていたが、リハビリテーションを併用することによって、増加が促進されることが明らかとなった。
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