Regenerative transplantation therapy by using large animal spinal cord injury model

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K10411
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: あべ松 昌彦 鹿児島大学, 医歯学域附属病院, 助教 (70448190)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 脊髄損傷 / 大型動物

Outline of Annual Research Achievements

損傷した脊髄内では著明な炎症反応が起こり炎症性サイトカインの影響により損傷部には著明なグリア瘢痕が形成されることが報告されている。損傷部に神経幹細胞を移植する手法がこれまでに試されているが、炎症性サイトカインの影響でほとんどがアストロサイトへと分化し、僅かな治療効果しか発揮されない。そのような問題点を克服するために、我々は神経幹細胞を移植するとともに、バルプロ酸を投与することにより移植神経幹細胞のグリア細胞への分化を抑制しつつニューロン分化を促進させ、損傷した神経回路網を再建するというこれまでにないアイデアに基づいた治療法を開発した。実際に脊髄損傷モデルマウスに治療してみたところ、著明な運動機能の回復が得られることが分かった。移植細胞の分化傾向を免疫染色で観察すると、バルプロ酸投与群においてニューロン分化が著明に促進され、そのニューロンの長く伸びた突起は頭側・尾側の後索（錐体路が存在する領域）や脊髄前角細胞近傍まで伸長していることが分かった。さらに、移植細胞を免疫染色した組織切片を電子顕微鏡で観察すると、GFP陽性の移植細胞由来ニューロンが宿主ニューロン軸索の投射を受け、かつ脊髄前角細胞に投射し、そこにシナプスを形成している様子が観察された。これらの結果は我々が予測していたコンセプトに合致するものであった。しかし、今回我々が開発したこの新規治療法を安全に臨床応用するためには、この治療の作用メカニズムをさらに明らかにするとともに、ヒトに近い動物種で治療効果を多面的に検討することが必要である。当研究では損傷した神経ネットワーク再構築のメカニズムを多面的に解明するとともに、大型動物脊髄損傷モデルに対する治療の効果を検討したい。

Research Products

• [Journal Article] Distribution of ossified spinal lesions in patients with severe ossification of the posterior longitudinal ligament and prediction of ossification at each segment based on the cervical OP index classification: a multicenter study (JOSL CT study). (2018)
  • Author(s): Hirai T, Yoshii T, Nagoshi N, Takeuchi K, Mori K, Ushio S, Abematsu M, Haro H, Ohba T, Watanabe M, Katoh H, Watanabe K, Ozawa H, Kanno H, Imagama S, Ando K, Fujibayashi S, Koda M, Yamazaki M, Matsumoto M, Nakamura M, Okawa A, Kawaguchi Y.
  • Journal Title: BMC Musculoskelet Disord. Volume: 19(1) Pages: 107
  • DOI: 10.1186/s12891-018-2009-7
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Hypertrophic spinal pachymeningitis associated with human T-cell lymphotrophic virus-1 infection and Sjogren's syndrome: A case report and brief literature review. (2018)
  • Author(s): Bureta CA, Abematsu M, Tominaga H, Saitoh Y, Kawamura I, Nagano S, Setoguchi T, Ishidou Y, Yamamoto T, Komiya S.
  • Journal Title: Int J Surg Case Rep. Volume: 45 Pages: 22-28
  • DOI: 10.1016/j.ijscr.2018.03.010
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Lumbar spine epidural abscess and facet joint septic arthritis due to Streptococcus agalactiae: a case report. (2018)
  • Author(s): Bureta C, Tominaga H, Yamamoto T, Setoguchi T, Kawamura H, Nagano S, Kawamura I, Abematsu M, Kakoi H, Ishidou Y, Komiya S.
  • Journal Title: BMC Surg. Volume: 18(1) Pages: 16
  • DOI: 10.1186/s12893-018-0350-2.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Prior Treatment with Anti-High Mobility Group Box-1 Antibody Boosts Human Neural Stem Cell Transplantation-Mediated Functional Recovery After Spinal Cord Injury. (2018)
  • Author(s): Uezono N, Zhu Y, Fujimoto Y, Yasui T, Matsuda T, Nakajo M, Abematsu M, Setoguchi T, Mori S, Takahashi HK, Komiya S, Nishibori M, Nakashima K.
  • Journal Title: Stem Cells. Volume: Epub ahead of print Pages: 0
  • DOI: 10.1002/stem.2802.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 特発性脊髄ヘルニアに対する手術療法と術後成績 (2017)
  • Author(s): 棈松昌彦、冨永博之、山元拓哉、米和徳、井尻幸成、小宮節郎
  • Organizer: 第１３３回西日本整形・災害外科学会学術集会