ヒト頭蓋骨由来間葉系幹細胞の微小重力環境培養を応用した神経再生効果の解明と応用
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21K16609
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 56010:Neurosurgery-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
光原 崇文 広島大学, 医系科学研究科(医), 助教 (80571801)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 神経再生 / 頭蓋骨 / 間葉系幹細胞 / 模擬微小重力 / 脳梗塞 / 脊髄損傷 / 頭蓋骨由来 / 微小重力環境 |
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| Outline of Research at the Start |
これまで研究代表者らは発生学的見地から神経堤細胞由来である頭蓋骨に着目し，「ヒト腸骨骨髄由来間葉系幹細胞と比較したhcMSCの細胞特性評価」，「ラット脳梗塞モデルを用いたラット頭蓋骨MSC投与の効果」，「ラット脳梗塞モデルを用いたヒト頭蓋骨由来MSC投与の効果」について神経再生について研究し報告をした．本研究では無血清にて培養樹立したヒト頭蓋骨由来間葉系幹細胞を微小重力環境下で培養し，幹細胞特性や分化特性の相違について由来の異なる間葉系幹細胞と比較検討する．またこれまで脳梗塞モデルで検証した神経再生効果を，脊髄損傷モデルへと拡大して検証を行う．
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度では模擬微小重力(MG)環境下で培養した頭蓋骨由来間葉系幹細胞（cMSCs）を脳梗塞モデルラットに投与し、その移植効果について検討した。
【方法】ラット脳梗塞モデル（中大脳動脈閉塞モデル）を作成し、通常重力（1G）環境下で培養されたヒトcMSCsと、MG環境下で培養されたヒトcMSCsを、それぞれ脳梗塞1日後に尾静脈より投与を行った。コントロール群、1G群、MG群それぞれをmodified neurological severity score (mNSS)による運動機能評価を1ヶ月行った。35日目に脳組織を回収し、脳梗塞層周囲領域における免疫組織学的検討を行った。また組織からRNAを抽出し、real-time PCRにて遺伝子発現解析を行った。
【結果】1G環境下で培養されたcMSCs投与群と比較し、MG環境下で培養されたcMSCs投与群は移植後のmNSSの有意な改善を認めた。免疫組織学的検討では各群とも、脳梗塞巣（ischemic border zone ）に、SYP、Tuj1の発現が確認された。PBS群に比べ、1G群およびMG群で比較的高いSYP、Tuj1の発現を認めた。脳梗塞組織の遺伝子発現ではMG群でNGF，Fgf2, Sypの発現が有意に高く、Sort1の発現が有意に低かった。
【考察】本研究成果により、MG環境下で培養したcMSCsは損傷局所で細胞増殖や細胞損傷の修復などを促し、機能回復を有意に改善することが示された。
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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
初年度には脊髄損傷モデルラットへの頭蓋由来間葉系幹細胞投与効果をまとめ、論文化した。
当該年度では、頭蓋間葉系幹細胞は微小重力環境に暴露することでどのような特性を獲得するかについて、微小重力環境下で培養したヒト頭蓋間葉系幹細胞を脳梗塞モデルラットに投与し、その移植効果について検討した。
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| Strategy for Future Research Activity |
脊髄損傷モデルへの応用についてこれまで行った胸髄損傷モデルではなく、より重症な頚髄損傷モデルを作成し、cMSC投与効果について検討する。
また、cMSC細胞学的特性を網羅的に探索するため，次世代シーケンサーを用いたRNA-seqを実施する．
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Report
(2 results)
Research Products
(19 results)
