Challenges for effective delivery of stem cells to the organ of Corti

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K15615
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 欠畑 誠治 山形大学, 医学部, 教授 (90261619)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 吏 山形大学, 医学部, 講師 (50344809) ; 渡辺 知緒 山形大学, 医学部, 講師 (60344793) [Withdrawn] ; 窪田 俊憲 山形大学, 医学部, 助教 (80536954)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 聴覚 / 内耳再生 / 音響暴露

Outline of Annual Research Achievements

内耳蝸牛への幹細胞移植についてはいくつか報告があるが、内耳の構造の特異性のため移植の効率は高くない。本研究の目的は内耳蝸牛への効率的な幹細胞移植方法を確立することである。RaucheggerとSpoendlinは1981年に、130dB超の強大音は基底回転の基底板に平均径90μmの裂隙が生じさせることを報告している。今回われわれは強大音により生じる基底板の裂隙を利用した幹細胞の内耳への誘導について検討した。
4週齢のモルモットに全身麻酔下に125dB、130dBまたは136dBの強大音を音響暴露時間を2, 3時間と変化させた各群（各群6匹）暴露させた。136dB音響暴露群の翌日のABRでは聴力がscale outとなり、2週間後には高度難聴程度まで改善するが、それ以降は改善を認めなかった。また組織学的にも正常蝸牛有毛細胞に比べ、ほとんどの外有毛細胞が脱落していることを確認した。これらの結果をもとに音響暴露２週間後の聴力と回転毎での内・外有毛細胞の脱落率を計測し、幹細胞移植後の評価のためのコクレオグラムを作成した。
移植する幹細胞はMuse細胞を用いた。Muse細胞はリポフェクションによりGFPを導入したヒトMSCから、FACSを用いてSSEA-3陽性細胞として単離した。移植方法については、当初はガラス管を用いていたが、細胞の移植をより確実にするためにマイクロカテーテルを蝸牛鼓室階内に挿入して細胞を注入する方法を確立した。この方法を用いても聴力に与える侵襲は低く、聴力は変わりないことを確認した。
音響障害モデルのモルモットに対し、音響暴露翌日に左耳に10,000または30,000のMuse細胞を移植し、右耳にはPBSのみを注入した。Muse細胞移植群では蝸牛内でのGFP陽性Muse細胞はほとんど確認できず、聴力の改善傾向も見られなかった。