Integration of regenetive therapy and rehabilitation for spinal cord injury in dogs based on mechanical stress

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03124
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Fujita Naoki 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (10554488)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大松 勉 東京農工大学, 農学部, 准教授 (60455392) ; 西村 亮平 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (80172708)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 犬 / 脊髄損傷 / 再生医療

Outline of Final Research Achievements

We demonstrated that the expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) was up-regulated in canine bone marrow peri-adipocyte cells (BM-PACs) after sheer stress was imposed on the cells. This suggested that exercise after regenerative therapy using BM-PACs for spinal cord injury (SCI) impose sheer stress on the transplanted BM-PACs and could promote histological and functional recovery through enhancing angiogenesis.
We actually applied the combination therapy of intravenous administration of BM-PACs and exercise to a dog with severe SCI. After 1 month of BM-PACs administration, the dog showed a minimum improvement in voluntary movement of the hindlimb. Further, after induced exercise therapy, further improvement was apparently observed and the dog regained to walk. Thus, we showed that rehabilitation plays an important role even after regenerative therapy is applied for SCI patients.

Free Research Field

再生医療

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、自発的な回復が期待できない脊髄損傷に対し、さまざまな幹細胞を用いた再生医療の開発が医療および獣医療で進めらており、実際に臨床応用も行われるようになっている。本研究は、そのような再生医療が発展し、適応されるようになってもなお、リハビリテーションが重要な治療法でありうることを示し、また、再生医療によりもたらされる治療効果を相加的に向上させうる可能性を示すものである。メカニズムについては十分な検討には至らなかったが、再生医療において細胞の機能性を高める因子として、リハビリテーション（運動療法）により発生しうるメカニカルストレスという新たな概念を提唱しうるものと考えられた。