Effects of transplantation of human cranial bone-derived mesenchymal stem cells cultured in a simulated microgravity on rat cerebral infarction model

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K09348
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56010:Neurosurgery-related
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: Okazaki Takahito 広島大学, 医系科学研究科(医), 専門研究員 (60437613)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 弓削 類 広島大学, 医系科学研究科(保), 教授 (20263676) ; 栗栖 薫 広島大学, 医系科学研究科(医), 名誉教授 (70201473)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 間葉系幹細胞 / 頭蓋骨 / 脳梗塞 / 模擬微小重力環境 / 移植

Outline of Final Research Achievements

Previously, we reported that human cranial bone-derived MSCs (cMCSs) have higher neuronal differentiation potential than conventional human bone marrow-derived MSCs (bMSCs) and improved motor function when transplanted into ischemic stroke model. On the other hand, we also reported that cMSCs cultured under simulated microgravity (MG) environment showed higher expression of neurotrophic factors than cMSCs cultured under normal gravity (1G) environment. In the present study, we investigated the transplantation effect of cMSCs cultured in the MG environment on a rat model of cerebral infarction.

As a result, cMSCs cultured in the MG environment inhibit neural apoptosis and have more potent effects on angiogenesis, synapse formation, and repair against cell damage, and cMSCs cultured in the MG environment may be a useful source of stem cells for the recovery of motor function after ischemic stroke.

Free Research Field

脳血管障害

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳卒中によって脳に障害が生じると、重篤な機能障害をきたし、最悪の場合、死に至ることもある。近年、薬物療法や血管内治療などの外科的治療の進歩により、機能予後の改善が期待されている。一方、損傷をうけた脳組織は再生せず、十分な機能改善が見込まれないことも知られている。新たな治療方法として、中枢神経損傷に対する間葉系幹細胞の機能改善効果が注目されています。我々の研究結果では、通常重力環境から樹立されたものに比べ、微小重力環境から樹立したヒト頭蓋骨由来間葉系幹細胞は、脳梗塞モデルラットに対し機能改善が高いことを示した。今後は、ヒトを対象にした実臨床への応用に向け研究をすすめていく予定である。