臍帯血移植細胞の脳内浸潤からみた脳性麻痺治療メカニズムの解明
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22K07915
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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 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
津田 雅之 高知大学, 教育研究部医療学系基礎医学部門, 教授 (90406182)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
都留 英美 高知大学, 教育研究部医療学系基礎医学部門, 助教 (70380318)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 臍帯血 / 脳性麻痺 / 血液脳関門 |
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| Outline of Research at the Start |
脳性麻痺による新規治療法として、臍帯血移植治療が行われている。この治療法をより効果的なものとするためにも、そのメカニズムを分子・細胞レベルで解明する基礎的な研究が必要である。脳性麻痺モデルマウスを用いたこれまでの研究から、移植臍帯血細胞の脳実質内への浸潤が、内在性の神経幹/前駆細胞を賦活化に重要だと考えた。本研究では、脳実質内への移植細胞の浸潤に着目し、そのメカニズムを明らかにするため、①移植細胞が浸潤する時の血液脳関門はどのような状態か、②どのようなメカニズムで血液脳関門が破綻する（開く）のか、③移植細胞の中で、脳実質内に浸潤する細胞種は何か、について検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳性麻痺に対する新規治療法として本学医学部附属病院で実施されている自家臍帯血移植治療の治癒メカニズムを明らかにするため、新生仔脳虚血再灌流障害モデルを改良した独自の脳性麻痺モデルを開発し解析を行ってきた。生後9日齢の免疫不全マウスを用いてモデルマウスを作製し、3週間後にヒト臍帯血細胞を静脈投与すると、内在性の神経幹細胞が賦活化し、分化した神経前駆細胞は増殖しながら損傷部位に誘導されることが明らかとなった。移植細胞の脳実質内への浸潤は、神経幹/前駆細胞の賦活化による脳障害の改善に向けた最初の重要なステップと考えられる。血管に投与された臍帯血細胞が血液脳関門を超えて、どのように脳実質内に浸潤するのかを調べることにした。
血液脳関門の破綻の状態を調べるため、脳損傷24時間と3週間後の脳性麻痺モデルマウスの血管にエバンスブルーを投与し、脳実質内への漏出量を定量した。脳損傷24時間の急性期では、障害側で顕著な漏出が観察されたが、3週間後の慢性期においては、漏出は観察されるもののその程度は低く、正常側と比較して有為な差は認められなかった。次に、血液脳関門の形態を解析するため、ペリサイトとアストロサイトの免疫染色を行った。ペリサイトのマーカーとしてPDGFRβを用いた。脳損傷24時間後の障害部位付近にはペリサイトのシグナルは観察されなかったが、3週間後には観察されるようになった。さらに、脳血管を取り囲むアストロサイトの足突起のマーカーであるアクアポリン4と血管を可視化できる蛍光標識トマトレクチンを用いて、脳切片上でそれらの局在を調べた。その結果、脳損傷3週間後においても共局在は観察されず、血管は足突起に覆われない状態で存在していた。これらのことから、臍帯血細胞の移植時期である脳損傷3週間後の慢性期における血液脳関門は急性期から回復しつつあるものの、その破綻は続いていることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
血液脳関門の形態や機能を解析するため、ペリサイトやアストロサイトの他に、基底膜（コラーゲンⅣ）や血管内皮細胞のタイトジャンクション（claudin-5、occludin）の免疫染色を進めているが、条件検討中であり結果が得られていない。また、脳性麻痺モデルマウス作製や臍帯血細胞採取が計画よりも少なかったため、臍帯血細胞移植後の血液脳関門の形態も解析するまでには至らなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度結果が得られなかったタイトジャンクションや基底膜などについて、免疫染色やwestern blot法を用いて調べる。さらに、造影剤を用いたMRIによる漏出観察、電子顕微鏡による血液脳関門の構造観察も行い、急性期と慢性期における血液脳関門の透過性や形態、機能の違いを見出す。
また、脳性麻痺モデルマウスに臍帯血細胞を移植した後の血液脳関門の評価や、移植細胞を標識（PKH26や蛍光分子など）し、脳実質内に浸潤している細胞を観察することで、脳内での局在や浸潤している細胞について解析する。
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Report
(1 results)
Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Safety and feasibility of autologous cord blood infusion for improving motor function in young children with cerebral palsy in Japan: A single-center study2022
Author(s)
Kikuchi H, Saitoh S, Tsuno T, Hosoda R, Baba N, Wang F, Mitsuda N, Tsuda M, Maeda N, Sagara Y, Fujieda M.
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Journal Title
Brain and Development
Volume: 44(10)
Issue: 10
Pages: 681-689
DOI
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Peer Reviewed / Open Access
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