Functional recovery following intravenous infusion of mesenchymal stem cells via induction of neural plasticity in chronic spinal cord injury

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K10902
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 森田 智慶 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (60723343)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 祐典 札幌医科大学, 医学部, 講師 (20538136) [Withdrawn] ; 押切 勉 札幌医科大学, 医学部, 助教 (70754612) ; 廣田 亮介 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (10815434) ; 中崎 公仁 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (70722461) ; 鰐渕 昌彦 札幌医科大学, 医学部, 准教授 (30343388) ; 本望 修 札幌医科大学, 医学部, 教授 (90285007) ; 山下 敏彦 札幌医科大学, 医学部, 教授 (70244366)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 脊髄損傷 / 骨髄幹細胞 / 移植 / 再生医療 / 神経可塑性

Outline of Annual Research Achievements

われわれは、これまでに、急性期から慢性期にかけての脊髄損傷動物モデルに対して、骨髄間葉系幹細胞を経静脈的に移植し、運動機能の回復が得られることを報告してきた。移植された骨髄間葉系幹細胞による機能回復のメカニズムとして、損傷局所におけるsprouting などに加えて、損傷上位に位置する①脊髄および②脳において、骨髄間葉系幹細胞移植によってplasticity が亢進し、新しい神経回路が構築されると考えている。
本申請は、慢性期脊髄損傷モデルに対して骨髄間葉系幹細胞を移植し、損傷された脊髄局所、およびその上位に位置する①脊髄および②脳におけるplasticity の賦活化するメカニズムを多角的に解析し、それを応用して慢性期脊髄損傷に対する次世代の治療法の開発に展開することを目的としている。
実験方法として、ラットの胸髄(Th9)レベルに圧挫損傷を加え、重度の慢性期脊髄損傷モデルを作成して、骨髄間葉系幹細胞を経静脈的に投与して、治療効果の確認と、①脊髄および②脳におけるplasticity の賦活化するメカニズムを多角的な解析を行う。
現在までに、ラットの胸髄(Th9)レベルに圧挫損傷を加え、重度の慢性期脊髄損傷モデルを作成し、コントロール群、骨髄間葉系幹細胞移植群の行動学的評価のためのデータを収集しており、骨髄間葉系幹細胞移植群で麻痺の改善が得られている。同時に、動物モデルの損傷脊髄・脳の組織を用いて、plasticityに関する組織学的・生化学的観察を多角的な手法で並行して行っている。さらに、動物用高磁場MRIを用いた脊髄・脳の撮影手法、解析方法の確立を目指した予備実験を開始している。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

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

Reason

ラット実験的脊髄損傷（脊髄圧挫）モデルを作成し、慢性期における行動学的・組織学的・生化学的解析を行っている。本年度までに、行動学的・組織学的・画像学的解析を実施しており、データの収集を順調に進めることができている。

Strategy for Future Research Activity

現在までに、慢性期脊髄損傷に対する骨髄間葉系幹細胞移植群は麻痺の改善が得られることを確認しており、今後、機能回復に貢献するplasticityの解析を多角的な手法を用いて継続する予定である。さらに、研究計画に従って、骨髄間葉系幹細胞によるplasticity 亢進のメカニズムを解析し、次世代の治療法へ展開していくことを目指している。