中枢神経損傷後の感覚障害に対する幹細胞治療と運動介入を併用した新規治療法の開発

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K24286
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 大塚 貴志 広島大学, 医系科学研究科(保), 助教 (60845965)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Keywords: 間葉系幹細胞 / 脳損傷 / リハビリテーション / 細胞移植 / 神経再生

Outline of Annual Research Achievements

中枢神経疾患による機能障害は，生活の質を著しく低下させることから，効果的な治療法の開発が社会的に求められている。近年，中枢神経障害に対する幹細胞を用いた再生医療は機能改善をもたらし，さらにリハビリテーションを併用することでより顕著な回復につながる可能性が報告されている。本研究では、脳損傷モデルに対して急性期における間葉系幹細胞 (Mesenchymal stem cells: MSC)の移植とトレッドミル運動によるリハビリテーション介入を併用し，運動機能ならびに感覚機能の改善効果とそのメカニズムを検証する。リハビリテーション介入に関しては頻度の検討も同時に行う。本研究の結果を通じてより効果的な再生医療とリハビリテーションを併用した治療戦略の開発を行うことを目的とした。
本年度の研究目標として、(1)リハビリテーション介入におけるトレッドミル運動の至適な条件を決定する、(2)脳挫傷モデルの作製を行い、MSC移植単独群、リハビリテーション単独群、MSC移植とリハビリテーション併用群それぞれの運動機能改善効果を検討する、(3)併用にあたってのリハビリテーション介入の頻度について低頻度、高頻度に群分けを行い、介入頻度の効果も検討する、の3点を設けた。
それぞれの目標における現段階の進捗は、(1)について、脳挫傷モデルにとって適切なトレッドミル運動の条件を設定できた。(2)では、MSC移植単独群、リハビリテーション単独群に比べ、MSC移植とリハビリテーション併用群においてより運動機能の改善が確認された。(3)についてはリハビリテーション介入の頻度については、低頻度に比べて高頻度でより大きく改善する傾向が確認され、移植との併用についてはより積極的なリハビリテーション介入を行う重要性が示唆された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

脳損傷モデル動物を用いた実験を実施し、感覚機能に関する評価に難渋しているが、運動機能評価においては移植とリハビリテーションの併用による効果を示す良好なデータの蓄積が得られている。次年度でのより詳細な解析によって成果発表に十分なデータが得られるものと判断している。

Strategy for Future Research Activity

得られた運動機能改善を裏付けるデータをin vivo解析を中心に進めていく。in vivo解析では、移植直後の急性期に起こる炎症反応ならびにアポトーシス、最終評価時での神経修復、神経成長といった時系列の違いによる効果をそれぞれ評価し、多角的なメカニズム解明を進めていく予定である。

Causes of Carryover

動物実験によって得られた組織サンプルの解析を同時に行う予定であったが、運動機能評価を優先したため、今年度は組織解析を当初想定された今年度中のタイミングでは実施していない。
次年度は解析に用いる抗体類を購入し、組織解析を積極的に進めていく予定である。