2017 Fiscal Year Research-status Report

重症脊髄損傷に対するナノテクノロジーと細胞シート工学のハイブリッド治療法の開発

Research Project

Project/Area Number	17K18023
Research Institution	Nara Medical University
Principal Investigator	奥田哲教奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (80646167)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	脊髄損傷 / 細胞シート / 骨髄間葉系細胞 / 配向性 / ナノカプセル / 軸索再生
Outline of Annual Research Achievements	重症脊髄損傷の一つである離断型脊髄損傷では、脊髄欠損部が生じるため、脊髄再生のためには、再生軸索の足場となるスキャホールドが必要になる。スキャホールドが不要である、骨髄間葉系細胞(BMSC)を用いたBMSCシートを作製し、これに神経幹細胞(NSC)を共培養させて搭載させたBMSC/NSC教培養細胞シートを開発し、その軸索再生促進とグリア瘢痕(軸索再生阻害因子)形成抑制、後肢運動機能改善の効果を明らかにしたが、その効果は限定的であったため、細胞シートのさらなる改善が必要であると考え、より早い軸索再生を誘導し得る細胞シートの開発を計画した。細胞シートを格子状に作製することで軸索再生の早期伸長を期待し作製している。現在細胞接着阻害領域を格子状に設置したガラスボトムシャーレを作製しているが、格子を大きくしてしまうと細胞シートとしてシート状でのシャーレからの剥離が困難であり、どの大きさの格子がよいか検討を重ねている。今後は格子状細胞シートを作製し、完成した配向性細胞シートを用いてvivoでの移植実験を行う予定としている。また、神経栄養因子であるNT-3を使用したナノカプセルの作製を、乳酸・ポリグリコール重合体を用いて2重エマルション重合法を用いて行っている。ナノカプセル状の物質を得られてはいるが、それが生分解性を示すこと、NT-3を含有していることを確認している段階である。ナノカプセルが完成すれば、細胞シートに搭載し、ナノカプセル搭載細胞シートを用いたvivoでの移植実験を行う予定としている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 配向性細胞シート作製とNT-3含有ナノカプセルの作製において、どちらも前例がないため、手探りの状態からの開始であった。配向性細胞シートの作製については、細胞接着阻害因子をどの大きさの格子状にシャーレに配置し、細胞接着部分の幅をどれくらいにすれば、細胞シートとして採取可能か不明であり、現在様々な大きさの格子・細胞幅で検討中であり、この検討にシャーレ作製期間も含めて時間を要している。ナノカプセルの作製も同様に、作製手技的な問題から、当初はカプセルの作製が出来ず、技術的な問題が生じていた。現在は、カプセル状物質の作製までは到達しているが、この物質が生分解性であること、この中にNT-3が含有されているかを確認しており、カプセル作製においても技術的な問題から時間を要している。今後は、配向性細胞シート作製とナノカプセル作製を再現性高く実施し、vivoでの移植実験を行っていく。
Strategy for Future Research Activity	現在、配向性細胞シートとナノカプセルはある程度の作製方法の道筋が立ってきたが、再現性高く実施可能な段階でない。このまま作製に時間を要するようであれば、配向性細胞シートについては、骨髄間葉系細胞シートに含有されるコンドロイチン硫酸プロテオグリカン(軸索再生阻害因子)を棒状に選択的に分解することで軸索再生に方向性をもたせた配向性細胞シートに転換する。ナノカプセルについては、ドラッグデリバリーシステムで用いるナノカプセルを受託作製しているホソカワミクロンに作製を依頼する。