Additive effect of rehabilitation after ES cell therapy in neurological disorder model

• Project/Area Number: 23300201
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Rehabilitation science/Welfare engineering
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: YUGE RUI 広島大学, 医歯薬保健学研究院, 教授 (20263676)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SHIMAMOTO Akira 広島大学, 大学院・医歯薬保健学研究院, 准教授 (70432713)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000); Fiscal Year 2013: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2012: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2011: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
• Keywords: 微小重力 / 細胞塊 / 神経再生 / 細胞移植 / リハビリテーション

Research Abstract

Here, we cultured mouse embryonic stem cells (mESCs) in simulated microgravity (SMG) for initial 2 days of neural stem cells (NSCs) induction. Moreover, the cells were transplanted brain injury model mice to examine rehabilitation acted in an additive manner for neurogenesis.
In SMG, mESCs formed cell sphere bigger than in 1G condition, and on or after 3 day of induction, NSCs differentiation was enhanced. The cells were activated Notch signal. We consider Notch signal activation is one of the reasons why mESCs can form big cell sphere in SMG to induce NSCs differentiation.
The cells were transplanted brain injury model mice. Some mice were treated not only cell therapy but also treadmill exercise for rehabilitation. Functional recovery and neural differentiation were most accelerated and BDNF and GAP43 mRNA expressions increased. We consider rehabilitation acts in an additive manner for reconstruction of neural network through BDNF-GAP43 pathway after cell therapy.

Research Products

• [Journal Article] Interactive effects of cell therapy and rehabilitation realize the full potential of neurogenesis in brain injury model (2013)
  • Author(s): Imura T., Matsumoto M., Fukazawa T., Khalesi E., Sun Y.N., Takeda M., Uwatoko H., Nakata K., Tanimoto K., Kajiume T., Kawahara Y., Yuge L
  • Journal Title: Neurosci Lett Volume: 555 Pages: 73-78
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2013.09.009
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Simulated Microgravity Facilitate Cell Migration And Neuroprotection After Bone Marrow Stromal Cell Transplantation In Spinal Cord Injury (2013)
  • Author(s): Mitsuhara T., Takeda M., Yamaguchi S., Manabe T., Matsumoto M., Kawahara Y., Yuge L., Kurisu K
  • Journal Title: Stem Cell Research & Therapy Volume: 4 Issue: 2 Pages: 35-35
  • DOI: 10.1186/scrt184
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electrical stimulation enhances neurogenin2 expression through β-catenin signaling pathway of mouse bone marrow stromal cells and intensifies the effect of cell transplantation on brain injury (2013)
  • Author(s): Matsumoto M., Imura T., Fukazawa T., Sun YN., Takeda M., Kajiume T., Kawahara Y., Yuge L
  • Journal Title: Neurosci Lett Volume: 533 Pages: 71-76
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2012.10.023
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 無血清培養したヒト頭蓋骨由来骨髄間質細胞の増殖能および分化能の検討 (2014)
  • Author(s): 猪村剛史, 上床裕之, 中田恭輔, 大倉優之介, 古川拓馬, 富安真弓, 小畑侑子, 大鶴直史, 河原裕美, 光原崇文, 武田正明, 山口智, 栗栖薫, 弓削類
  • Organizer: 第13回日本再生医療学会総会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-03-04
• [Presentation] ヒト骨髄間質細胞の神経分化誘導および移植実験-頭蓋骨と腸骨での比較・検討- (2014)
  • Author(s): 大倉優之介, 上床裕之, 武田正明, 籬拓郎, 中田恭輔, 深澤賢宏, 猪村剛史, Khalesi Elham, 古川拓馬, 山口智, 河原裕美, 栗栖薫, 弓削類
  • Organizer: 第13回日本再生医療学会総会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-03-04
• [Presentation] ヒト骨髄間質細胞の神経分化誘導および移植実験－頭蓋骨と腸骨での比較・検討－ (2014)
  • Author(s): 大倉優之介, 上床裕之, 武田正明, 籬 拓郎, 中田恭輔, 深澤賢宏, 猪村剛史, Khalesi Elham，古川拓馬, 山口 智, 河原裕美, 栗栖 薫, 弓削 類
  • Organizer: 第13回日本再生医療学会総会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] Human cranial bone derived stem cells have multipotency and the remarkable capacity of neural differentiation (2013)
  • Author(s): Uwatoko H., Mitsuhara T., Magaki T., Ookura Y., Nakata K., Matsumoto M., Fukazawa T., Imura T., Sun YN., Furukawa T., Kawahara Y., Kurisu K., Yuge L
  • Organizer: 11th International Society for Stem Cell Research (ISSCR)
  • Place of Presentation: Boston, MA, USA
  • Year and Date: 2013-06-14
• [Presentation] 神経幹/前駆細胞移植後のリハビリテーションによる脳内変化の検討 (2013)
  • Author(s): 猪村剛史, 松本昌也, 深澤賢宏, 孫亜楠, Khalesi Elham, 上床裕之, 中田恭輔, 河原裕美, 弓削類
  • Organizer: 第48回日本理学療法学術大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2013-05-26
• [Presentation] ヒト骨髄間質細胞の神経分化誘導-頭蓋骨と腸骨での比較・検討- (2013)
  • Author(s): 上床裕之, 光原崇文, 大倉優之介, 松本昌也, 中田恭輔, 深澤賢宏, 猪村剛史, 孫亜楠, Elham Khalesi, 古川拓馬, 河原裕美, 山口智, 栗栖薫, 弓削類
  • Organizer: 第48回日本理学療法学術大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2013-05-25
• [Presentation] 臨床応用に向けたヒト頭蓋骨由来骨髄間質細胞の多分化能の検討 (2013)
  • Author(s): 大倉優之介, 松本昌也, 深澤賢宏, 猪村剛史, 孫亜楠, 上床裕之, 中田恭輔, Elham Khalesi, 古川拓馬, 河原裕美, 光原崇文, 山口智, 栗栖薫, 弓削類
  • Organizer: 第48回日本理学療法学学術大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2013-05-25
• [Presentation] ヒト骨髄間質細胞の神経分化誘導－頭蓋骨と腸骨での比較・検討－ (2013)
  • Author(s): 上床裕之, 光原崇文, 大倉優之介, 松本昌也, 中田恭輔, 深澤賢宏, 猪村剛史, 孫 亜楠, Elham Khalesi, 古川拓馬, 河原裕美, 山口 智, 栗栖 薫, 弓削 類
  • Organizer: 第48回日本理学療法学術大会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] 臨床応用に向けたヒト頭蓋骨由来骨髄間質細胞の多分化能の検討 (2013)
  • Author(s): 大倉優之介, 松本昌也, 深澤賢宏, 猪村剛史, 孫 亜楠, 上床裕之, 中田恭輔, Elham Khalesi, 古川拓馬, 河原裕美, 光原崇文, 山口 智, 栗栖 薫, 弓削 類
  • Organizer: 第48回日本理学療法学術大会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] Human cranial bone derived stem cells have multipotency and the remarkable capacity of neural differentiation. (2013)
  • Author(s): Uwatoko H., Mitsuhara T., Magaki T., Ookura Y., Nakata K., Matsumoto M., Fukazawa T., Imura T., Sun YN., Furukawa T., Kawahara Y., Kurisu K., Yuge L.
  • Organizer: 11th International Society for Stem Cell Research (ISSCR)
  • Place of Presentation: Boston, MA, USA
• [Presentation] 神経幹/前駆細胞移植後のリハビリテーションが損傷脳に与える影響-脳損傷モデルマウスでの検討- (2012)
  • Author(s): 猪村剛史, 松本昌也, 深澤賢宏, 孫亜楠, Khalesi Elham, 上床裕之, 中田恭輔, 河原裕美, 弓削類
  • Organizer: 第9回神経理学療法研究部会学術集会
  • Place of Presentation: 新潟
  • Year and Date: 2012-12-01
• [Presentation] Electrical stimulation enhanced neurogenin 2 expression of mouse bone marrow stromal cells and intensified the effect of cell transplantation into brain injury (2012)
  • Author(s): Matsumoto M., Imura T., Sun YN., Fukazawa T., Morikawa K., Uwatoko H., Nakata K., Khalesi E., Kawahara Y., Yuge L
  • Organizer: 10th International Society for Stem Cell Research (ISSCR)
  • Place of Presentation: Yokohama, Kanagawa
  • Year and Date: 2012-06-15
• [Presentation] Microgravity Facilitates Stem Cell Proliferation and Neural Differentiation after Cell Transplantation in Neurological Disorder Models (2012)
  • Author(s): Yuge L
  • Organizer: 10th International Society for Stem Cell Research (ISSCR)
  • Place of Presentation: Yokohama, Kanagawa
  • Year and Date: 2012-06-15
• [Presentation] 細胞移植後の運動が神経機能再生へ与える影響 (2012)
  • Author(s): 猪村剛史, 松本昌也, 深澤賢宏, 森川久美, 孫亜楠, Khalesi Elham, 河原裕美, 弓削類
  • Organizer: 第11回日本再生医療学会総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2012-06-13
• [Presentation] 電気刺激を用いた, 細胞移植に有効なマウス骨髄間質細胞の神経分化誘導法 (2012)
  • Author(s): 松本昌也, 猪村剛史, 孫亜楠, 深澤賢宏, 森川久美, Khalesi Elham, 上床裕之, 中田恭輔, 河原裕美, 弓削類
  • Organizer: 第11回日本再生医療学会総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2012-06-13
• [Presentation] 運動が外来性神経幹/前駆細胞に与える影響-脳由来神経栄養因子に着目して- (2012)
  • Author(s): 猪村剛史, 松本昌也, 深澤賢宏, 森川久美, 孫亜楠, Khalesi Elham, 河原裕美, 弓削類
  • Organizer: 第47回日本理学療法学術大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2012-05-26
• [Presentation] 骨髄間質細胞の神経分化程度と脳損傷モデルマウスへの移植効果の差異 (2012)
  • Author(s): 松本昌也, 猪村剛史, 孫亜楠, 深澤賢宏, 森川久美, 上床裕之, 中田恭輔, 弓削類
  • Organizer: 第47回日本理学療法学学術大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2012-05-26
• [Presentation] ヒト頭蓋骨由来骨髄間質細胞の神経分化誘導 (2012)
  • Author(s): 上床裕之, 松本昌也, 深澤賢宏, 猪村剛史, 森川久美, 孫亜楠, 中田恭輔, 河原裕美, 光原崇文, 山口智, 栗栖薫, 弓削類
  • Organizer: 第47回日本理学療法学学術大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2012-05-26
• [Presentation] Electrical stimulation enhanced neurogenin 2 expression of mouse bone marrow stromal cells and intensified the effect of cell transplantation into brain injury. (2012)
  • Author(s): Matsumoto M., Imura T., Sun YN., Fukazawa T., Morikawa K., Uwatoko H., Nakata K., Khalesi E., Kawahara Y., Yuge L.
  • Organizer: 10th International Society for Stem Cell Research (ISSCR)
  • Place of Presentation: Yokohama, Japan
• [Presentation] Microgravity Facilitates Stem Cell Proliferation and Neural Differentiation after Cell Transplantation in Neurological Disorder Models. (2012)
  • Author(s): Yuge L.
  • Organizer: 10th International Society for Stem Cell Research (ISSCR)
  • Place of Presentation: Yokohama, Japan
  • Invited
• [Presentation] 神経幹/前駆細胞移植後のリハビリテーションが損傷脳に与える影響-脳損傷モデルマウスでの検討 (2012)
  • Author(s): 猪村剛史, 松本昌也, 深澤賢宏, 孫 亜楠, Khalesi Elham, 上床裕之, 中田恭輔, 河原裕美, 弓削 類
  • Organizer: 第9回神経理学療法研究部会学術集会
  • Place of Presentation: 新潟
• [Presentation] 電気刺激を用いた，細胞移植に有効なマウス骨髄間質細胞の神経分化誘導法 (2012)
  • Author(s): 松本昌也, 猪村剛史, 孫 亜楠, 深澤賢宏, 森川久美, Khalesi Elham, 上床裕之, 中田恭輔, 河原裕美, 弓削 類
  • Organizer: 第11回日本再生医療学会総会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] 運動が外来性神経幹/前駆細胞に与える影響－脳由来神経栄養因子に着目して－ (2012)
  • Author(s): 猪村剛史, 松本昌也, 深澤賢宏, 森川久美, 孫 亜楠, Khalesi Elham, 河原裕美, 弓削 類
  • Organizer: 第47回日本理学療法学術大会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] 骨髄間質細胞の神経分化程度と脳損傷モデルマウスへの移植効果の差異 (2012)
  • Author(s): 松本昌也, 猪村剛史, 孫 亜楠, 深澤賢宏, 森川久美, 上床裕之, 中田恭輔, 弓削 類
  • Organizer: 第47回日本理学療法学術大会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] ヒト頭蓋骨由来骨髄間質細胞の神経分化誘導 (2012)
  • Author(s): 上床裕之, 松本昌也, 深澤賢宏, 猪村剛史, 森川久美, 孫 亜楠, 中田恭輔, 河原裕美, 光原崇文, 山口 智, 栗栖 薫, 弓削 類
  • Organizer: 第47回日本理学療法学術大会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] ES細胞を用いた再生医療とリハビリテーションの相加効果 (2011)
  • Author(s): 猪村剛史, 松本昌也, 深澤賢宏, 森川久美, 孫亜楠, Khalesi Elham, 河原裕美, 弓削類
  • Organizer: 第8回神経理学療法研究部会学術集会
  • Place of Presentation: 兵庫
  • Year and Date: 2011-12-04
• [Presentation] ES細胞を用いた再生医療とリハビリテーションの相加効果 (2011)
  • Author(s): 猪村剛史
  • Organizer: 第8回神経理学療法研究部会学術集会
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2011-12-04
• [Presentation] 脳損傷モデルマウスに対するES細胞由来神経幹細胞移植後のリハビリテーション効果 (2011)
  • Author(s): 猪村剛史, 松本昌也, 深澤賢宏, 森川久美, 孫亜楠, Khalesi Elham, 河原裕美, 弓削類
  • Organizer: 第46回日本理学療法学学術大会
  • Place of Presentation: 宮崎
  • Year and Date: 2011-05-27
• [Presentation] 脳損傷モデルマウスに対するES細胞由来神経幹細胞移植後のリハビリテーション効果 (2011)
  • Author(s): 猪村剛史
  • Organizer: 第46回日本理学療法学学術大会
  • Place of Presentation: 宮崎県宮崎市
  • Year and Date: 2011-05-27