2019 Fiscal Year Annual Research Report
Mesenchymal stem cell with anti-inflammatory effect cultured under microgravity prevents paraplegia after thoracic aortic repair
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17K10758
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
高橋 信也 広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (70423382)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野間 玄督 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 専門研究員 (00379893) [Withdrawn]
末田 泰二郎 広島大学, 医系科学研究科(医), 名誉教授 (10162835)
弓削 類 広島大学, 医系科学研究科(保), 教授 (20263676)
中島 歩 広島大学, 医系科学研究科(医), 共同研究講座教授 (40448262)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 間葉系幹細胞 / 虚血性脊髄障害 / 抗炎症性 / 微重力培養 / アポトーシス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
胸部大動脈瘤手術後の対麻痺は、QOLを低下させ生命を脅かす重篤な合併症である。急性期および遅発性に発生する脊髄障害および脊髄の細胞死を予防することおよび障害された組織を再生することは、非常に重要な治療法である。優れた抗炎症作用(ai)を有する間葉系幹細胞（MSC）を微重力培養(MG)して投与することにより、脊髄神経細胞のネクローシスおよびアポトーシスの予防ができるかどうかを、ラット脊髄虚血再灌流モデルを用いて検討した。今回の研究では、ai-MSCの下肢運動機能の改善は乏しく、MSCと同等かそれよりも劣っているとの予備実験結果を得ることになった。これは、炎症が機能修復に関与していること示唆するものと思われる。通常のMSCを移植した群では下肢運動機能の改善がみられ，MSC-MG群でより改善がみられた．MSC群ではPBS群よりもTuj1陽性部位が保たれていたことや，Caspase3陽性細胞数が減少していたことは，MSCのアポトーシス抑制効果により脊髄の破壊が抑えられ，後肢運動機能の改善に貢献したと考える．灰白質と白質の境界部付近でアストロサイトが多く観察された．MSC群やMSC-MG群のアストロサイトに比べ，PBS群のアストロサイトの突起は長かった．BDNF陽性のアストロサイトがMSC-MG群で多く観察され，ウェスタンブロットによる解析では，MSC群やMSC-MG群でproBDNFやmBDNFが増加していた．Caspase3陽性細胞は，PBS群に比べてMSC-1G群やMSC-MG群で少なかった．これらは、脊髄前角のアストロサイトが放出するBDNFが抗アポトーシス効果をもたらしたと考える．結果として、虚血性脊髄障害において、抗炎症性を高める必要性は今後も検討が必要であること、微重力培養することによりアポトーシス抑制効果が増強することが示された。
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