| Project/Area Number |
23K07338
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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 | Sapporo Medical University |
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Principal Investigator |
寺田 光次郎 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (80843531)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
津川 毅 札幌医科大学, 医学部, 教授 (00631863)
飯塚 裕典 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (10869720)
佐々木 祐典 札幌医科大学, 医学部, 准教授 (20538136)
長濱 宏史 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (20725676)
坂井 拓朗 札幌医科大学, 医学部, 助教 (80639229)
本望 修 札幌医科大学, 医学部, 教授 (90285007)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 新生児 / 低酸素性虚血性脳症 / 骨髄間葉系幹細胞 / エクソソーム / 再生医療 / 新生児低酸素性虚血性脳症 / 脳性麻痺 |
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| Outline of Research at the Start |
我々は先行研究で、新生児低酸素性虚血性脳症（Hypoxic ischemic encephalopathy : HIE)、および早産児脳障害モデルに対する、骨髄間葉系幹細胞（Mesenchymal stem cell : MSC）の治療効果を検証した。MSC群では、運動機能、空間認知機能の改善が認められ、頭部MRIによる画像解析や組織解析では、残存大脳機能が賦活化する可能性が示唆された。本研究では、MSCより抽出したエクソソーム（MSC-exo）が、MSCと同等の治療効果を有する可能性に着目し、HIEモデルに対する従来のMSC治療とMSC-exoの治療効果の比較、作用機序の解明を目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、先行研究において、胎仔期の炎症と出生後の低酸素虚血を組み合わせた周産期脳障害モデル（Perinatal Brain Injury: PBI）に対する、骨髄間葉系幹細胞（Mesenchymal stem cell: MSC）の経静脈的投与による治療効果を報告した。MSCを投与されたPBIモデルでは、運動機能および空間認知機能の改善に加えて、行動障害が改善する可能性が認められた。さらに、頭部MRIを用いた画像解析、組織解析により、残存大脳容積の増大（非虚血組織）、右大脳半球（虚血と反対側）における大脳皮質厚の増大、NeuN陽性細胞数、GAD67陽性細胞数、シナプス数の増加が認められた。このように発達脳においては、MSCを投与することで、傷害を受けた脳組織ではなく、残存する大脳組織が賦活化する可能性が示唆された。
本研究では、新生児低酸素性虚血性脳症（Hypoxic-ischemic encephalopathy: HIE）モデルの急性期において、MSCから分離抽出したエクソソーム（MSC-exo）を静脈内投与することにより得られる効果と、従来のMSCによる治療効果を比較することを目的とした。
我々は、予備実験として、自然分娩で出生した日齢7の新生仔ラット（ヒト正期産相当）に対して、左総頚動脈結紮、および低酸素負荷を行い、新生仔HIEモデルを作製した。モデル作製後、動物用7T-MRIにより大脳の虚血容積を計測し、本研究計画に最適な低酸素濃度、低酸素曝露時間について検討した。さらに、MSC-exoを安定的に回収するためのプロトコール確立を目的として、MSC-exoの分離抽出に最適なMSCの培養方法、細胞数、超遠心分離の条件を検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本実験計画に最適なHIEモデル作製方法は確立されたが、MSC-exo分離抽出のプロトコールは検証中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
MSC-exo分離抽出を確立するとともに、回収したMSC-exoの量的、質的評価を実施する。具体的には、MSC-exoに特有のマーカー解析、MSC-exo溶液内の蛋白含有量の評価、および電子顕微鏡による形態解析を予定している。さらに、新生児HIEモデルに対してMSC-exoを静脈内投与し、行動解析、画像解析、組織解析、分子生物学的解析を実施する予定である。
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