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微小重力環境培養を行った頭蓋骨由来間葉系幹細胞移植効果の電気生理学的評価

Research Project

Project/Area Number 22K09234
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56010:Neurosurgery-related
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

武田 正明  広島大学, 病院(医), 講師 (10403552)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords頭蓋骨由来間葉系幹細胞移植 / 経頭蓋刺激運動誘発電位 / 微小重力環境培養 / 中枢神経損傷モデル / 中枢神経損傷モデルラット / 頭蓋骨由来間葉系幹細胞 / 経頭蓋電気刺激運動誘発電位
Outline of Research at the Start

本研究では各種神経損傷(脳梗塞、脳挫傷、脊髄損)モデルラットに微小重力環境下培養を行ったラット頭蓋骨骨髄由来の間葉系細胞を移植し、従来の分子生物学的分析に加え、定量的な運動機能改善を証明することを目的とした。
tcMEPを用い、各種神経損傷ラットにおいて、運動障害の程度、改善について定量的な評価を行う。特に微小重力環境下培養細胞の移植は神経機能改善効果が高いことが明らかとなっており、四肢のtcMEPを評価することでより詳細な運動機能回復のメカニズムを明らかとする。また、tcMEPとBBBの相関を明らかとしBBBの再評価を行う。

Outline of Annual Research Achievements

我々はこれまで独自に神経堤由来である頭蓋骨から間葉系幹細胞を樹立(Rat Cranial Bone-Derived Mesenchymal Stem Cell:rcMSCs)し、その細胞特性や神経保護効果について報告してきた。
また、ラット運動機能の客観的評価のため、経頭蓋刺激運動誘発電位(transcranial Moter evoked potential: tcMEP)を用いた評価方法をこれまでに報告した(Sci Rep. 2021 Jun 14;11(1))。
このモデルラットを用い、脊髄損傷モデルラットにrcMSCs移植を行い、rbMSCsより運動機能改善効果が高いことを既に報告した(Sci Rep. 2021Nov9;11(1))。
脳梗塞ラットへの移植効果を定量的に評価するため、今回、同様の手法を用いてtcMEP測定方法を確立し、報告した(Sci Rep. 2022 Nov 28;12(1))。また、脊髄損傷モデルラットに対し、rcMSCsを移植することで良好な機能回復が得られることも併せて報告した(Neurosci Lett. 2023 Mar 16;799)
今回、脳梗塞モデルラットに対する微小重力環境培養下rcMSCsの移植実験を継続して行っている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

脳梗塞モデルラットに対する定量的運動機能評価方法を確立し(Sci Rep. 2022 Nov 28;12(1))、脊髄損傷モデルに対するrcMSCs移植効果を確認した(Neurosci Lett. 2023 Mar 16;799)。
微小重力培養下rcMSC移植効果も良好な結果が得られており、現在論文投稿中である。

Strategy for Future Research Activity

微小重力環境下で培養したrcMSCsのinvitroでの各種評価並びに脳梗塞モデルラットに対する移植効果の定量的な評価を終了した。脳梗塞モデルラットに対する微小重力培養下rcMSC移植効果は国内外の学会で発表しており、次年度中に投稿中の論文を完成させる。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Impact of intravenously administered cranial bone-derived mesenchymal stem cells on functional recovery in experimental spinal cord injury2023

    • Author(s)
      Shimizu Kiyoharu、Mitsuhara Takafumi、Maeda Yuyo、Kuwabara Masashi、Hosogai Masahiro、Takeda Masaaki、Yuge Louis、Horie Nobutaka
    • Journal Title

      Neuroscience Letters

      Volume: 799 Pages: 137103-137103

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2023.137103

    • Related Report
      2023 Research-status Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A novel rat model for longitudinal electrophysiological evaluation after cold-induced brain injury2023

    • Author(s)
      Maeda Yuyo、Mitsuhara Takafumi、Takeda Masaaki、Kawate Ayano、Kawano Reo、Shimizu Kiyoharu、Kuwabara Masashi、Hosogai Masahiro、Yuge Louis、Horie Nobutaka
    • Journal Title

      Journal of Neurosurgery

      Volume: 139 Issue: 3 Pages: 840-847

    • DOI

      10.3171/2022.12.jns222039

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Establishment of longitudinal transcranial stimulation motor evoked potentials monitoring of the forelimbs and hindlimbs in an ischemic stroke rat model2022

    • Author(s)
      Hosogai Masahiro、Takeda Masaaki、Maeda Yuyo、Okazaki Takahito、Mitsuhara Takafumi、Ishii Daizo、Shimizu Kiyoharu、Kuwabara Masashi、Yamasaki Fumiyuki、Yuge Louis、Horie Nobutaka
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 20422-20422

    • DOI

      10.1038/s41598-022-24835-w

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Effects of transplantation of cranial bone-derived mesenchymal stem cells cultured in a simulated microgravity environment on a rat model of cerebral infarction2024

    • Author(s)
      Masashi Kuwabara, Takafumi Mitsuhara, Masataka Teranishi, Takashi Otsuka, Takeshi Imura, Takahito Okazaki, Masaaki Takeda, Daizo Ishii, Hiroshi Kondo, Kiyoharu Shimizu, Masahiro Hosogai, Takeshi Hara, Yuyo Maeda, Louis Yuge, Nobutaka Horie
    • Organizer
      Brain & Brain PET 2024
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] INVESTIGATION OF THE EFFECTS OF MESENCHYMAL STEM CELL TRANSPLANTATION IN A BRAIN INJURY RAT MODEL USING LONGITUDINAL ELECTROPHYSIOLOGICAL EVALUATION2023

    • Author(s)
      Yuyo Maeda, Takafumi Mitsuhara, Masaaki Takeda, Kiyoharu Shimizu, Masashi Kuwabara, Masahiro Hosogai, Nobutaka Horie
    • Organizer
      Brain & Brain PET 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] INVESTIGATION OF THE EFFSCTS OF CRANIAL BONE-DERIVED MESENCHYMAL STEM CELL TRANSPLANTATION IN A BRAIN INJURY RAT MODEL USING LONGITUDINAL ELECTROPHYSIOLOGICAL EVALUATION2023

    • Author(s)
      Yuyo Maeda, Takafumi Mitsuhara, Masaaki Takeda, Kiyoharu Shimizu, Masashi Kuwabara, Masahiro Hosogai, Nobutaka Horie
    • Organizer
      ISSCR 2023 Annual Meeting
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 模擬微小重力環境で培養したヒト頭蓋骨由来間葉系幹細胞による脳梗塞モデルラットへの移植効果の検討2023

    • Author(s)
      桑原政志、光原崇文、大塚貴志、岡崎貴仁、武田正明、石井大造、清水陽元、細貝昌弘、前田雄洋、河原裕美、弓削類、堀江信貴
    • Organizer
      第22回日本再生医療学会総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 経時的神経モニタリング技術を用いた 脊髄損傷における頭蓋骨由来間葉系幹細胞の最適な移植時期の検討2023

    • Author(s)
      前田 雄洋, 光原 崇文, 原 健司, 桑原 政志, 清水 陽元, 武田 正明, 堀江 信貴
    • Organizer
      第23回日本分子脳神経外科学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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