Hybrid Autologous Nerve Fabrication by Combining Mesenchymal Stem Cell Sheets and Tissue Transplantation

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K16672
• Research Institution: Nara Medical University
• Principal Investigator: 清水 隆昌 奈良県立医科大学, 医学部, 学内講師 (70464667)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 間葉系幹細胞シート / 末梢神経 / 神経再生 / 血管柄付き神経 / 自家神経移植

Outline of Annual Research Achievements

神経再生誘導管（以下人工神経）や同種神経は、近年自家神経に代わる新たなマテリアルとして開発されているが、iPS細胞や各種成長因子を添加させても自家神経移植に及ばないのが現状である。しかし、その自家神経移植についても再生可能な距離は数㎝と限界があり、長い欠損部やレシピエント側の神経が太い場合には移植片内部に供給される血流を確保できない。最も再生能に優れた神経移植は、自家神経に栄養血管を付加させた『血管柄付き神経移植』である。しかし、遊離血管柄付き神経移植術は極めて高度な技術が必要であり、一般的には臨床応用が進んでいないのが現状である。
本研究は、再生医療技術を用いて自家神経の移植片に血流を付加させることである。F344ラットの大腿骨から採取・培養した骨髄間葉系細胞や間質細胞（Bone Marrow Stem/Stromal Cells ; BMSCs）をシート状に採取する『BMSC シート』を作成し、麻酔下にラット坐骨神経切離モデルを作成（坐骨神経の切離長は1cm）し、移植するモデルを作成した。切離した神経を背部皮下に移植する皮下移植群(皮下群)、そのまま縫合する自家神経移植群（自家群）、自家移植後にBMSCシートを巻くハイブリット群（シート群）、さらに中枢のみ神経を一旦切離して縫合する伴走栄養血管を温存した血管柄付き神経移植群（VN群）に分けた。1週後、神経を採取し、Tunel染色により死細胞の評価、S-100抗体、NF抗体を使用して免疫染色を行なった。採取した神経の中央部での断面スライスで標本を作成した。死細胞数は皮下群＞自家群シート群＞VN群の順であった。S-100抗体によりシュワン細胞を染色すると、皮下群＜自家群＜シート群＜VN群の順であった。NF抗体は軸索に特異的に染色が困難であったが、VN群、シート群は中央切離部で軸索の連続性を確認できた。