Development of novel seeds for refractory peripheral neuropathy with iPS cell-derived megakaryocytes and platelets formulation.

• Project/Area Number: 21K20961
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0906:Surgery related to the biological and sensory functions and related fields
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: Mukai Michiaki 千葉大学, 大学院医学研究院, 特任助教 (40907698)
• Project Period (FY): 2021-08-30 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: iPS細胞 / 血小板 / 巨核球 / 神経障害 / 疼痛 / 多血小板血漿 / 末梢神経 / PRP / 末梢神経障害 / 神経障害性疼痛 / platelet rich plasma

Outline of Research at the Start

血小板中に含まれる様々な増殖因子を利用する多血小板血漿（Platelet-Rich Plasma; PRP）療法は、創傷治癒や神経再生、骨折、軟骨再生、美容などの分野での組織再生療法として、近年盛んに行われるようになってきている。しかし。その効果はドナーの状態に依存し、また個々のPRPに含まれる栄養因子の量も様々であり、安定した効果が得られていない。
本研究では難治性末梢神経障害に対して、自家PRPの代替療法として、安定した効果が期待できるiPS細胞由来の巨核球・血小板混合製剤 (iPS-MK/Plts)の可能性を検証する。

Outline of Final Research Achievements

We established a decompression model for peripheral neuropathy that more closely resembles real clinical practice, in which decompression surgery (nerve dissection + strings removal) is performed a few days after creation of an existing chronic constriction model. We examined the cell dynamics in the nerve after decompression surgery and confirmed that T cell infiltration in injured nerve was suppressed by decompression surgery. Using this model, we also examined the effect of iPS cell-derived platelets/megakaryocytes (iPM) formulation on injured nerve recovery.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来の末梢神経の疼痛に関する動物実験では、鑷子や糸による末梢神経絞扼モデルが採用されてきた。薬剤投与実験は、上記神経障害と同時に行われることが多く、神経障害による強い炎症と薬剤による神経保護効果が同時に起きるため、神経障害後の修復過程を評価することが困難であった。この問題に対し確立した神経除圧モデルは、今後の末梢神経の研究に寄与できると考える。
（iPM製剤の効果に関する内容については、後日再提出する。）

Research Products

• [Journal Article] Frozen vein wrapping for chronic nerve constriction injury reduces sciatic nerve allodynia in a rat model (2022)
  • Author(s): Mukai Michiaki、Uchida Kentaro、Hirosawa Naoya、Murakami Kenichi、Inoue Gen、Miyagi Masayuki、Shiga Yasuhiro、Sekiguchi Hiroyuki、Inage Kazuhide、Orita Sumihisa、Suzuki Takane、Matsuura Yusuke、Takaso Masashi、Ohtori Seiji
  • Journal Title: BMC Neuroscience Volume: 23 Issue: 1 Pages: 37-37
  • DOI: 10.1186/s12868-022-00719-7
• [Journal Article] Nerve decompression surgery suppresses TNF-a; expression and T cell infiltration in a rat sciatic nerve chronic constriction injury model (2022)
  • Author(s): Mukai M, Uchida K, Inoue G, Satoh M, Miyagi M, Yokozeki Y, Hirosawa N, Matsuura Y, Ohtori S, Takaso M
  • Journal Title: J Orthop Res Volume: in press Issue: 11 Pages: 0-0
  • DOI: 10.1002/jor.25280
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ラット坐骨神経損傷モデルに対する新鮮Platelet-Rich Plasma gelの痛覚過敏抑制効果とその機序に関する検討 (2023)
  • Author(s): 向井 務晃
  • Organizer: 第17回Chiba Neuroreserch Meeting
• [Presentation] ヒトiPS細胞由来巨核球・血小板製剤とBMP-2の骨再生能と安全性についての検討 (2023)
  • Author(s): 向井 務晃, 水木 誉凡, 高山 直也, 志賀 康浩, 小坂 健太朗, 稲毛 一秀, 江口 和, 折田 純久, 大鳥 精司, 江藤 浩之P-2の骨再生能と安全性についての検討
  • Organizer: 第37回 日本整形外科学会基礎学術集会
• [Presentation] ラット坐骨神経損傷モデルに対する新鮮Platelet-Rich Plasma gelの痛覚過敏抑制効果とその機序に関する検討 (2022)
  • Author(s): 向井務晃
  • Organizer: 第17回Chiba Neuroreserch Meeting
• [Presentation] ラット坐骨神経損傷モデルに対するPlatelet-Rich Plasmaより生成したgelの痛覚過敏抑制効果とその機序に関する検討 (2021)
  • Author(s): 向井務晃、志賀康浩、髙相晶士、大鳥精司
  • Organizer: 第34回日本自己血輸血・周術期輸血学会学術総会
• [Presentation] ラット神経損傷モデルに対するトロンビン添加，非添加platelet-rich plasmaの痛覚過敏抑制効果の比較 (2021)
  • Author(s): 向井 務晃 , 内田 健太郎 , 廣澤 直也 , 志賀 康浩 , 稲毛 一秀 , 折田 純久 , 江口 和 , 松浦 佑介 , 井上 玄 , 髙相 晶士 , 大鳥 精司
  • Organizer: 第36回 日本整形外科学会基礎学術集会