脳梗塞神経幹細胞移植治療におけるA2アストロサイトの分化制御機序と役割の解明

• Project/Area Number: 21K15620
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 51030:Pathophysiologic neuroscience-related
• Research Institution: University of Yamanashi
• Principal Investigator: 若井 卓馬 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (30456446)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2025: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2024: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 神経幹細胞 / 分化誘導 / 脳梗塞 / 酸化傷害 / アストロサイト / 軸索再生 / A2アストロサイト / 幹細胞移植治療 / Ａ１アストロサイト

Outline of Research at the Start

脳虚血により傷害された組織周囲に集簇したグリア瘢痕には神経傷害的に働くA1と、神経再生的に働くA2の2種類のアストロサイトが存在することがわかり、神経傷害治療の新規ターゲットとして、反応性アストロサイトを制御する試みが開始されている。神経幹細胞移植治療におけるA2アストロサイトへの分化制御機序、またその働きについては今まで全く検討されておらず、本研究においては、培養神経幹細胞と、脳梗塞動物モデルに移植した神経幹細胞の①JAK/STAT経路を介したA2アストロサイトへの分化誘導機序の解明②移植神経幹細胞から分化したA2アストロサイトの神経再生における役割を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では脳卒中に対する神経幹細胞移植の治療メカニズムを解明し、神経幹細胞移植の脳卒中患者への臨床応用を目指しており、特に移植神経幹細胞のアストロサイトへの分化誘導機序、さらには移植後にアストロサイトに分化した細胞の軸索再生における役割を解明することを目的としている。
本年度は、昨年に引き続きマウス脳より採取した神経幹細胞を培養し、OGDを用いた低酸素負荷や過酸化水素水暴露による酸化ストレスによる細胞障害下での、アストロサイトのストレス応答につき、western blottingや免疫染色を行い、検討をおこなった。また神経幹細胞のアストロサイトおよび神経細胞への分化誘導における虚血障害および酸化障害の影響についても検討した。
さらにIn Vivoではマウス一過性全脳虚血モデルを作成し、移植神経幹細胞の分化誘導の程度を免疫染色にて検討した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

In vitroの実験では、酸化ストレス化において、神経幹細胞ではｐAKTなど細胞活性シグナルの発現が変化し、これらの変化がが神経幹細胞の増殖に関与している可能性が示唆された。同時にこれらの細胞内シグナルの増減が、神経幹細胞の分化誘導にも関わっている可能性があり、現在も検討中である。マウス脳梗塞モデルに移植した神経幹細胞の多くは、アストロサイトに分化誘導されることがわかり、現在、このアストロサイトへの分化誘導に関する因子についても検討中である。

Strategy for Future Research Activity

今後はｐAKTの下流のシグナルについて検討する予定である。またこれらのシグナルを拮抗することで、分化誘導に変化がでるかを検討する。移植前の神経幹細胞の分化誘導や、虚血後の神経機能回復に及ぼす影響に関しても検討予定である。