局所薬剤送達方法-CED法を駆使した脊髄損傷に対する新規治療方法の開発

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K10352
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 杉山 慎一郎 東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (30623152)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 遠藤 俊毅 東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (00535370) ; 新妻 邦泰 東北大学, 医学系研究科, 助教 (10643330) ; 船本 健一 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 准教授 (70451630) ; 坂田 洋之 東北大学, 医工学研究科, 助教 (80722305)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ドラッグ・デリバリー・デリバリー / 再生医療

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、convection-enhanced delivery （CED）法を用いた脊髄損傷に対する軸索再生治療方法の開発である。脊髄損傷の治療においては、損傷部位において断絶している軸索を、その末梢へと進展・誘導し、シナプス形成・ミエリン化を促進することが達成目標である。しかし、脊髄損傷部位は軸索再生に不利な環境にある。すなわち、炎症反応と、それに伴うグリア瘢痕の形成、また軸索損傷後のミエリン由来軸索再生阻害因子の存在であるが、実は、このような環境は、生体が障害に対する生来の修復機転を働かせている結果でもある。よって、脊髄損傷部位における軸索再生を達成するためには、①グリア瘢痕につながるような生来の修復機転をブロックし、②軸索再生につながる治癒機転を働かせる、という2つの治療戦略を同時に行う必要がある。そのための治療薬もまた、多数、提案されているが、従来の経静脈的薬剤投与法では、血液-脳脊髄関門の存在から、標的組織への薬剤送達が困難であった。近年、我々が開発を進めてきたCED法を用いれば、治療効果を発揮するのに十分な濃度で、一度に複数の治療薬を脊髄組織へと送達できる。CED法を用いた2つの治療戦略、（1）多剤薬剤カクテル投与による最大限の軸索再生（２）細胞外環境の最適化による幹細胞移植治療の効果促進について、概念実証を行う目的で、以下の動物実験を行った。まず、新規のラット脊髄損傷モデルを作成した。バルーンカテーテルを用い、圧挫損傷の程度を変更することで、重症度の異なるモデルを作成した。その評価には、下肢運動機能評価といった行動学的検査に加え、MRIを用いた非侵襲的な画像評価方法を開発した。従来、脊髄損傷の臨床において使用されているステロイドをCED法を用いて投与し、その有効性を確認した。また、幹細胞治療に用いるMuse細胞の調整法を確立した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

新規に開発した精髄損傷モデルを用いて研究を開始したが、新規の治療方法を開発する研究であるため、従来の脊髄損傷モデル、すなわちインパクターを用いた動物モデルについても、その有用性を確認する必要があると考えられたた。そのため、同様の実験を、従来のモデルで再検討することも行っている。

Strategy for Future Research Activity

本グループにおいては、神経系組織に対するMuse細胞を用いた幹細胞治療についても、積極的に研究を進めている。Muse細胞を、脊髄損傷部位において上位と下位の軸索をつなぐ介在ニューロンとするという全く新しい治療戦略についても検討中である。無論、CED法は、移植後の幹細胞の周囲環境を最適化するための有用な手段である。本研究成果は、他の幹細胞治療においても有用な治験となると考えられる。