Mesenchymal stem cells for brain injury of prematurity in a rat model.

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K08163
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 寺田 光次郎 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (80843531)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川崎 幸彦 札幌医科大学, 医学部, 教授 (00305369) ; 佐々木 祐典 札幌医科大学, 医学部, 准教授 (20538136) ; 福村 忍 札幌医科大学, 医学部, 講師 (30718341) ; 小林 正樹 札幌医科大学, 医学部, 助教 (70592715) ; 坂井 拓朗 札幌医科大学, 医学部, 助教 (80639229) ; 本望 修 札幌医科大学, 医学部, 教授 (90285007)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 骨髄間葉系幹細胞 / 脳室周囲白質軟化症 / 脳性麻痺 / 早産児

Outline of Annual Research Achievements

我々は、予備実験において、胎生18日目の妊娠Sprague-Dawleyラット（妊娠期間: 21日）に対して、エンドトキシンであるリポポリサッカライド（LPS）を腹腔内投与し、出生した日齢7の新生仔に左総頚動脈結紮・低酸素暴露をすることで脳室周囲の白質に虚血領域を呈する脳室周囲白質軟化症（PVL）モデルラットを作成した。PVLモデルラットは、低酸素虚血単独群（Hypoxic ischemia: HI群、左総頚動脈結紮・低酸素暴露のみ、母体LPSなし）と比較して、大脳の虚血容積が増大し、重症になることが判明した。
本研究では、PVLモデルラットに対して、骨髄間葉系幹細胞（Mesenchymal stem cell: MSC）を経静脈的に投与し、急性期MSCの治療効果と作用メカニズム、特に神経保護効果や神経可塑性の亢進について検証した。
日齢10のPVLモデルラットを、MSC投与群とVehicle群（細胞なし）に振り分け、MSCまたは培養液を経静脈的に投与した。日齢28より1週毎にロータロッド試験、シリンダー試験、ビームウォーク試験を実施し行動学的解析を行い、MSC群とVehicle群で比較検討した。また動物用7T-MRIを用いて、MSC投与前後における、虚血体積および残存大脳容積、脳血流の変化について検証した。観察期間終了後、脳組織を用いて、免疫化学染色による脳の髄鞘化、アストロサイトおよびミクログリアの動向について組織学的解析を行っている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

既に確立した脳室周囲白質軟化症の動物モデルを用いて、骨髄間葉系幹細胞（MSC）を経静脈的に移植し、行動学的解析、頭部MRIを用いた画像診断学的解析、組織学的解析により、急性期MSCの治療効果について検証している。

Strategy for Future Research Activity

現在実施している各種解析を今年度も継続する。またMSC投与による抗炎症作用を検証するため、サイトカインプロファイル解析を実施する。さらに、7T-MRIを用いて拡散テンソル画像を撮像し、MSCが発達脳の白質線維に対してどのように作用するか、新たに検証を行う予定である。

Causes of Carryover

主な支出の内訳は、動物購入費、動物用MRIや顕微鏡等の施設利用料、薬品および実験器具購入費である。2020年度は新型コロナウイルスの流行により、動物の購入が不可能な時期があり、次年度使用額が発生した。2021年度に請求した助成金においても、上記と同様の目的で利用予定である。