脳梗塞急性期に対する間葉系幹細胞由来細胞外小胞の経鼻的投与

Research Project

Project/Area Number	23K08535
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 56010:Neurosurgery-related
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	川堀真人北海道大学, 医学研究院, 講師 (50399870)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000) Fiscal Year 2025: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000) Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000) Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords	脳虚血 / 間葉系幹細胞 / エクソソーム
Outline of Research at the Start	「脳梗塞」は、依然として本邦における要介護の主要な原因であり、神経学的後遺症を軽減する治療法開発は社会的急務である。我々はこれまでに中枢神経損傷に対する「細胞治療」を主導してきた実績を有するが、本研究においては、新たに、間葉系幹細胞から分泌され神経保護作用を有する「細胞外小胞（エクソソーム）」と、かつそれを低侵襲／短時間に高濃度の脳内に到達させる方法として「経鼻的投与」に着目した。エクソソームの脳内分布メカニズムの解明と治療効果の検証、さらには、新たに機序して注目されている脳-腸相関機構を検証することで、臨床応用に向けた非臨床POCの取得、治療効果発現機序の包括的解明を目指す。
Outline of Annual Research Achievements	準備：エクソソームの抽出について従来の10万Gの超遠心法に加え、膜処理法による簡便な方法を開発し、その効果が超遠心法と同様であることを確認した。 In-vitro研究：セルライン（神経芽細胞種株SY5Y・マイクログリア株BV2)に対してLPS負荷もしくは酸素栄養剥離（Oxygen glucose deprivation: OGD)を加え、エクソソームの投与を行い、生存率（CCK）および炎症性サイトカイン（IL6/TNF-a)の定量を行った。エクソソームの投与によって生存率の改善および炎症性サイトカインの低下が認められた。エクソソーム内に含まれる成分の分析を行いmiR125a-3pにTargetを絞ってmiR125a-3pのmimicもしくはinhibitorを使用し追加の検討し、炎症の制御に関係している事を確認した。 In-vivo研究：昨年に引き続きラット全脳虚血モデルに対してエクソソーム経鼻投与の検討を行い、またくも膜下出血モデルに対しても同様の検討を行った。エクソソーム1x10^8個を経鼻的にくも膜下出血後3日間連続投与を行い、高次脳機能障害・脳内アポトーシス・脳内炎症に対する評価をおこなった。結果、エクソソーム投与群においてオープンフィールドテストで高次脳機能障害が軽減している事を確認し、記憶に投与している海馬のアポトーシス（Apoptag染色、Caspase染色）および炎症細胞浸潤（CD68染色）が軽減している事を確認した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 一番時間と労力がかかるエクソソームの抽出が新たな方法に切り替えたことで大幅な研究時間の短縮が得られた
Strategy for Future Research Activity	腸脳相関など未知の作用機序の解明を進め、論文として完成させる