Efficacy of C5a antagonist for human iPS-derived neural precursor cells transplanted into injured spinal cord

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H04318
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 名越 慈人 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (10383837)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 脊髄損傷 / C5aアンタゴニスト / 細胞移植 / 神経幹細胞 / iPS細胞

Outline of Annual Research Achievements

ⅰ) C5aアンタゴニスト投与による脊髄損傷マウスのサイトカインおよび
マクロファージの変化
SCID-Beigeマウスを用いて、脊髄損傷後にC5aアンタゴニスト(以下、C5aRA)を投与した際のサイトカイン・マクロファージの変化を評価した。第10胸髄に圧挫損傷を行い、直後よりC5aRAを1mg/kg連日投与し、損傷後１日目で脊髄組織を採取しPCRを用いてサイトカインを評価、損傷後４日目で同様に脊髄組織を採取しFACSでマクロファージを評価した。コントロールとしてC5aRAの代わりにPBSを投与した個体を用いた。その結果、C5aRA投与群では損傷後１日目で炎症性サイトカイン(IL-1・TNFa・IL－６・CXCL1)がコントロールに比べ低下していた。また、同様に損傷後４日目でマクロファージもC5aRA投与群の方が少なかった。以上よりC5aRA投与により炎症性サイトカインおよびマクロファージが抑制され、脊髄損傷後の炎症を軽減すると考えられた。
ⅱ) C5aアンタゴニストによる移植効率向上および運動機能改善に対する効果の検証
C5aRA投与の有無、幹細胞移植の有無で脊髄損傷マウスを４群に分けた(PBS単独, C5aRA単独, PBS+移植,C5aRA+移植)。損傷後１日目よりC5aRAまたはPBSを1mg/kg/dayで連日投与を行った。損傷後４日目にPBS+移植群、C5aRA+移植群に対してヒトiPS細胞由来神経幹細胞の移植を施行した。IVISを用いて移植細胞の生着率を評価したところ４週目までにおいてC5aRA+移植群で有意に高い発光強度を認め、生着率の向上が認められた。また、BMS scoreを用いて運動評価を行ったところ、移植後４週でC5aRA+移植群のみがPBS単独群に比べ有意に改善していた。以上よりC5aの抑制が移植効率を向上させ運動機能を改善すると考えられた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

3年契約の2年間を終了し、C5a antagonistによる細胞移植の有効性を証明するに至った。当初の計画通り研究は進んでいると判断する。

Strategy for Future Research Activity

今後は、Rotorrod, digigaitを用いてさらなる運動評価を行い、組織学的評価による移植細胞生着率および移植細胞の分化傾向の詳細な検討を行う予定である。
さらにC5aアンタゴニストを投与して移植を行った後のマウスの損傷脊髄内の炎症動態も検証する。
これらの研究成果が得られたのちに、混合リンパ球反応試験を用いて、実際にヒトiPS由来神経前駆細胞とリンパ球との反応を評価する予定としている。
また、得られた研究成果の報告を学会や論文で行っていく予定である。