先端接着技術と神経幹細胞を併用した脊髄損傷の新たな治療法開発への挑戦

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K10822
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 杉本 佳久 岡山大学, 医学部, 客員研究員 (80423309)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 尾崎 敏文 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (40294459) ; 松川 昭博 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (90264283) ; 塩崎 泰之 岡山大学, 大学病院, 医員 (00596041) ; 瀧川 朋亨 岡山大学, 大学病院, 助教 (80613166)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 脊髄損傷 / 神経幹細胞 / 成長因子

Outline of Annual Research Achievements

脊髄損傷後の特殊な環境において薬剤、細胞、生体材料を組み合わせた治療は未だ確立されていない。本研究の目的は、ペプチド進化分子工学など理化学研究所の先端材料・技術と神経幹細胞を併用することにより、損傷脊髄の再生につながる新たな治療法を開発することである。
肝細胞増殖因子(HGF)は神経栄養因子の一つであり、脊髄損傷治療において有望な成長因子である。我々はHGFの抗炎症作用に着目し、脊髄損傷急性期におけるHGFの有用性について明らかにしてきた。
平成28年度に我々は進化分子工学の手法を用いてHGFにコラーゲン結合因子を組み込んだ改変成長因子(CBD-HGF)を作成した。CBD-HGFは組織表面に固定され、その場に留まり長時間に渡って情報伝達系を活性化するため、質的に異なる刺激をもたらす。これらの成果を神経幹細胞の移植と組み合わせれば現状より進んだ脊髄再生治療が期待できる。また、マウス胎児大脳皮質より神経幹細胞を採取し培養した。分化させた細胞が、神経細胞、オリゴデンドロサイト、アストロサイトに分化することを免疫染色で確認した。
平成29年度は脊髄圧迫損傷モデルおよび脊髄切断モデルを用いて，CBD-HGFおよび，薬剤や細胞を含有できin situで硬化させることができる，フルルイルアミンを含有した可視光硬化型ゼラチン(gelatin-FA)を用いた局所療法の脊髄損傷に対する有効性を検討した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

平成29年度は、マウス脊髄圧迫損傷モデルおよび脊髄切断モデルを用いてCBD-HGFの局所療法の有効性を検討した。血管クリップを使用して第9胸髄レベルの圧迫損傷モデルを作製し、損傷後にHGF投与した群と、CBD-HGF投与した群を作成した。脊髄切断モデルにおいてはCBD-HGF単独投与した群と、フルルイルアミンを含有したゼラチン(gelatin-FA)とCBD-HGFを併用した群を作成した。圧迫損傷モデルにおいては、蛍光顕微鏡で経時的に観察しCBD-HGFはHGF単独に比較し残留率が高かった。Basso mouse scale(BMS)を用いた後肢運動機能評価、MEP解析を用いた電気生理学的検査でも有意な改善が見られた。免疫組織学的検査で、神経再生を示すGAP-43とMBP陽性面積の有意な増加を認めた。
脊髄切断モデルにおいては、CBD-HGF単独では損傷脊髄部の回復効果は促進されなかったが、gelatin-FAとCBD-HGF併用群で治療効果が確認された。

Strategy for Future Research Activity

今後は引き続きマウス脊髄圧迫損傷モデルおよび脊髄切断モデルを用いて、CBD-HGFに神経幹細胞を併用したモデルを作成し、経時的な後肢運動機能評価を行い、脊髄採取後に組織学的評価を行う予定である。

Causes of Carryover

実験が順調に進行したため、試薬と実験動物の購入費用を抑えることができた。来年度に引き続きマウス脊髄損傷モデルを用いて実験を継続する予定である。