脊損に対する骨髄幹細胞治療で介在ニューロンの関与で再構築された神経回路の解析

• Project/Area Number: 22K09361
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 小原 尚 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (20919732)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福士 龍之介 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (00894065) ; 廣田 亮介 札幌医科大学, 医学部, 助教 (10815434) ; 佐々木 祐典 札幌医科大学, 医学部, 准教授 (20538136) ; 栗原 康太 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (20855803) ; 山下 敏彦 札幌医科大学, 医学部, 教授 (70244366) ; 佐々木 優子 札幌医科大学, 医学部, 助教 (80631142) ; 本望 修 札幌医科大学, 医学部, 教授 (90285007)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 脊髄半切断 / MSC / 組織透明化 / Staggered lesion / アデノ随伴ウイルス / 脊髄損傷 / 骨髄間葉系幹細胞治療

Outline of Research at the Start

脊髄損傷モデルの中で異なる脊髄高位で脊髄半切断を作製するモデルが脊髄損傷後の機能回復の解明に注目されている。この機能回復には「脊髄介在ニューロン」の関与が報告されている。
本研究の目的はこのモデル対して骨髄間葉系幹細胞を投与することで、神経回路がどのように再構築されるか、また適切な神経回路が形成されたか、という点を解析することである。

Outline of Annual Research Achievements

これまで我々は、脊髄圧挫モデルに対し、骨髄間葉系幹細胞(ｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ：以下ＭＳＣ)を経静脈的に投与 (MSC治療)した結果、運動機能の回復が得られることを明らかにしてきた。先行研究から、機能回復のメカニズムとして、我々は損傷された神経回路ネットワークが再構築されることを見出してきた。本研究では、異なる脊髄高位で脊髄半切断を作製するモデル（Ｓｔａｇｇｅｒｅｄ　ｌｅｓｉｏｎモデル ：以下ＳＬモデル）に対して、骨髄間葉系幹細胞（ＭＳＣ）を投与し、治療メカニズムの解明を試みている。行動学的解析は後肢の運動機能を評価するＢａｓｓｏ－Ｂｅａｔｔｉｅ－Ｂｒｅｓｎａｈａｎ（以下ＢＢＢ）スコアを用いた。ＳＬモデル作製後１日にＭＳＣを投与する群（ＭＳＣ投与群）と、ＤＭＥＭを投与する群（Ｖｅｈｉｃｌｅ群）を、モデル作製日、３日後、７日後、１４日後、２１日後、２８日後にＢＢＢを測定して比較している。また、我々は、神経軸索追跡トレーサーを用いて神経回路の可視化による解析を行ってきた。組織透明化を行い、光シート顕微鏡で観察することで３次元的な解析が可能になることが報告されており、ＳＬモデルに対して解剖学的・組織学的解析を行うことで、再構築された神経回路を確認し、さらにＭＳＣ治療を行うことでどのような変化が生じるかを解明する実験を行っている。以上より、補助金は適切に使用されている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

神経軸索追跡トレーサーによる神経解剖学的解析を行っており、その手技が確立してきたため、順調に伸展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

今後も、神経解剖学的解析を継続し、また、MRI解析も行って再構築された神経回路を確認したいと考えている。