Development of Hybrid Therapy Using Nanotechnology and Cell Sheet Engineering for Severe Spinal Cord Injury

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• 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 – 2023-03-31
• Keywords: 脊髄損傷 / 細胞シート / 骨髄間葉系細胞 / 神経幹細胞 / 脊髄離断

Outline of Annual Research Achievements

完全離断型脊髄損傷モデルは脊髄欠損部を有するため、これを充填し神経再生の土台となるscaffoldの移植が必要となる。Bone marrow stromal cellsとneural stem cellsとの共培養細胞シートを作製し、これを脊髄欠損部に移植することで、旺盛な軸索再生と、再生軸索の再髄鞘化、軸索再生阻害因子であるグリア瘢痕の形成を抑制し、後肢運動機能改善を起こすことが分かった（現在論文投稿中）。しかし、in vivoにおいて、細胞シート上での軸索伸長は単一方向ではなく、3次元的に蛇行しており、その伸長が最短でないことが、前述の研究で明らかとなった。軸索再生をより早く、より最短でおこなえると、より効果的な運動機能改善につながると考えた。そこで最短の軸索再生を可能とする配向性細胞シートの開発を行った。しかし、当初の計画では、格子状細胞シートの作製をもって、配向性細胞シートと考えたが、格子状細胞シートは、強度の面で非常に脆弱であり、シート形状の保持が困難であったため、通常の細胞死^とを用いることに変更した。その代わり、共培養する神経幹細胞に方向性を持たせることとした。神経幹細胞の単一方向性を獲得する方法にcell fiber技術を用いたが、移植する細胞シートは、脊髄欠損部に折りたたまれて移植されるため、広げた細胞シート上では配向性を持っていた神経幹細胞が、移植時に配向性が失われてしまった。NT-3含有ナノカプセルによる軸索誘導を検討したが、費用が足りず、必要最小量を確保できなかった。そのため、ナノカプセル搭載配向性細胞シートの作製はできなかった。