2018 Fiscal Year Research-status Report

脳梗塞に対する骨髄幹細胞移植による脳のplasticity亢進による神経機能回復

Research Project

Project/Area Number	17K10901
Research Institution	Sapporo Medical University
Principal Investigator	鈴木淳平札幌医科大学, 医学部, 研究員 (00572596)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	佐々木祐典札幌医科大学, 医学部, 講師 (20538136) [Withdrawn] 長濱宏史札幌医科大学, 医学部, 研究員 (20725676) 中崎公仁札幌医科大学, 医学部, 研究員 (70722461) [Withdrawn] 本望修札幌医科大学, 医学部, 教授 (90285007)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	脳梗塞 / 神経可塑性 / 骨髄間葉系幹細胞
Outline of Annual Research Achievements	我々はこれまで，ラット脳梗塞モデル（middle cerebral artery occlusion: MCAO）へ骨髄間葉系幹細胞 (mesenchymal stem cell: MSC)を静脈内投与すると，治療効果が得られることを報告してきた．これまでに明らかにしてきた基礎研究の結果より，MSCによる治療効果のメカニズムは，①サイトカインによる神経栄養作用，②血液脳関門の安定化，③血管新生，④脱髄軸索の再有髄化，⑤脳のplasticityの賦活化など，と協奏的に発揮することによることが判明している． MSCの経静脈的移植により運動・感覚機能が回復する過程における脳のplasticityの変化を，動物用MRI（7Tesla）によるfunctional MRI（fMRI）を用いて解析した結果，脳のplasticityが変化することによって，脳内の神経回路のrewiringが賦活化され，神経機能の回復に寄与した可能性があると考えられた．MSCの経静脈的移植後に生ずる脳梗塞の運動機能の回復過程で，脳のplasticityの変化が重要な役割を果たしていることが示唆されたが，これまでのところ詳細な解明はなされていない．本申請では，ラット脳梗塞モデル（MCAO）にMSCを経静脈的に投与した後に生じるこれらの脳のplasticityの変化を，Ex vivo MRI Diffusion Tensor Imagingおよび神経解剖学的および分子病理学的に解明し，新しい治療法の開発の基礎的なデータとすることを目的としている．現在までに，本研究費によってラット脳梗塞モデル（MCAO）を作成し，MSCの経静脈的投与を行った後に，動物実験用MRI装置（7Tesla）を用いてEx vivo Diffusion Tensor Imagingを撮像し，神経回路の解析および，神経トレーサーを用いた神経解剖学的解析や，免疫組織学的手法を用いて，大脳皮質のplasticityの変化を解析している．これらのデータはMSCの経静脈的投与を行った後の機能回復のメカニズムの解明に寄与すると思われる．以上のように，補助金は補助条件に従って有効に使用されている．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason ラット脳梗塞モデル（MCAO）を作成し，MSCの経静脈的投与を行った後に，動物実験用MRI装置（7Tesla）を用いてEx vivo Diffusion Tensor Imagingを撮像し，神経回路の解析および神経トレーサーを用いた神経解剖学的解析や，免疫組織学的手法を用いて大脳皮質のplasticityの変化を解析している．
Strategy for Future Research Activity	ラット脳梗塞モデル（MCAO）を作成し，MSCを経静脈的に投与した後に，経時的に動物実験用MRI装置（7Tesla）を用いて，通常のT2強調画像や拡散強調画像に加えてEx vivo Diffusion Tensor Imagingを撮像し，神経回路の解析を行う．さらに，神経トレーサーを用いた神経解剖学的解析や，免疫組織学的手法を用いて大脳皮質のplasticityの変化を詳細に解析する予定である．
Causes of Carryover	昨年度はラット脳梗塞モデル（MCAO）を作成し，動物実験用MRI装置（7Tesla），免疫組織学的手法などを用いて脳のplasticityの変化を解析したが，予定していたよりも少ない額で研究が遂行できたため，1,189,430円の余剰が生じた. （使用計画) 次年度使用額については，昨年度に引き続きラット脳梗塞モデル（MCAO）に対してMSCを移植し，治療効果の検討ならびに脳のplasticityの変化の解析を継続するために使用する予定である.