New concept of local chemo- and cell-therapy for spinal cord injury using convection-enhanced drug delivery

2017 Fiscal Year Annual Research 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, 大学病院, 講師 (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, 医学系研究科, 非常勤講師 (80722305)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ドラッグデリバリー / 神経再生

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。
近年、我々が開発を進めてきたCED法を用いれば、脊髄血液関門を介することなく、十分な量の治療薬を脊髄組織へと送達できる。CED法を用いた新規軸索再生治療方法の有効性に関する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用いた。さらに、脊髄損傷治療において末梢静脈から投与されるステロイドを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、インパクターを用いた従来のラット脊髄損傷モデルにおいて、その治療効果を確認した。すなわち、受傷後1日目および14日目のMuse細胞移植により、下肢運動機能の改善が得られた。またた、蛍光免疫二重染色により、脊髄損傷部位におけるMuse細胞の生着を確認した。