2022 Fiscal Year Research-status Report
Development of stem cell combination therapy with iPSC transplantation and enodogenous NSC for brain stroke
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20K09354
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
峯 裕 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 訪問研究員 (10306730)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武藤 淳 藤田医科大学, 医学部, 准教授 (30383839)
金村 米博 独立行政法人国立病院機構大阪医療センター(臨床研究センター), その他部局等, 機関長・部門長クラス (80344175)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ヒトiPS-NESCs / ヒトiPS-NSPCs / MCAOモデルマウス / MCAOモデルラット / パーキンソン病モデルマウス / 脳内移植 / トランスジェニックマウス / 神経回路網再構築 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1)臨床グレードのヒトiPS細胞由来NESCsまたは神経幹細胞・前駆細胞(NSPCs)を既報(Oki et al.:Stem Cells 30: 1120-1133, 2011)や共同研究者 金村博士らの方法(Fukusumi et al.: Stem Cell Int 2016:7235757, 2016)に準じ培養増殖し移植に必要な細胞数を確保した。また、ホスト脳内での移植細胞追跡のためeGFP/mCherry遺伝子導入ヒトiPS-NESCs/NSPCsを開発した。上述の方法で細胞増殖が可能で研究に必要な細胞数を確保出来た。
2)既報(Mine et al.:Neurobiol Dis 52:191-203,2013; Neurosurgery 65:741-753, 2009)に準じて成体雄性ラット(SD、Wistar)・マウスにヒトiPS-NESCs/NSPCsを移植した。移植16週間後に脳内にmCherry陽性細胞を認め生着と生存を確認した。
3)宿主線条体と移植ヒトiPS細胞の相互作用と神経回路網修復・修飾を観察するため、パーキンソン病モデルマウスを既報(Thompson et al.: Eur J Neurosci 30: 625-638, 2009; Masini et al.: Biomedicines 9:598, 2021)に準じて作成し、eGFP/mCherry-iPS-NESCs/NSPCsを同側線条体に移植し、10～12週間後に症状改善とmCherry陽性細胞の生着を認めた。
4)成体雄性ラットとトランスジェニックマウスを用いた片側中大脳動脈閉塞モデル作成と評価系（neurological score、stepping test、cylinder test、stair case test）は術中麻酔濃度などの改良により安定化しつつある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2022年度も2021年度に引き続いてCOVID-19流行が続き、私自身の2022年4月から本務先院内規定が厳しく、外部での行動が上半期は特に大きく制限された。このため、訪問研究員として大学構内立入や実験等に制限があり、研究の遂行にかなりの支障を来し、実質的な移植実験を進めることが困難で遅れにつながった。一方、移植ドナー細胞の追跡（トレース）のため、新たに導入した蛍光タンパク遺伝子導入ヒトiPS細胞由来細胞の培養システムは安定し移植細胞確保の問題は解消され、正常脳移植は進み詳細な解析を開始している。また電気生理学および免疫組織化学的精査を進めるため新たに導入したトランスジェニックマウスを用いた実験モデル動物（パーキンソン病モデル/脳梗塞モデル）作成と評価システムも安定しつつある。特に、パーキンソン病モデルを用いたヒトiPS細胞移植並びに線条体組織との相互作用に関しては行動学的評価を行い、電気生理学的・免疫組織化学的評価を開始しており、プロジェクト全体を進める事が出来ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本来２０２２年度は脳梗塞亜急性期移植の継続と慢性期への移植研究を行う予定だったが、上述の様に進捗が遅れているため、研究期間を１年延長している。正常動物へのヒトiPS細胞脳内移植による長期生存・分化・腫瘍形成の有無、新生神経細胞の有無や増殖度等を観察、また線条体における神経回路網再構築の電気生理学的精査のため導入したトランスジェニックマウスを用いた移植実験（パーキンソン病モデル）は順調に進んでおり、解析を進める予定である。
一方、モデル作成が安定してきた脳梗塞モデルに関しては、脳梗塞亜急性期移植実験（対照群：培養液のみ、繊維芽細胞）を予定する。損傷脳に対する移植iPS由来細胞の生着・分化・成熟や内在性NSCによる神経新生への影響（特に脳室下層）、抗炎症作用を評価する。そして行動学的検査結果との関連を解明する予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍にて研究遂行がやや遅延しており、実験動物や各種検査試薬などの購入が本研究開始時に比べ少なかったため。５月より行動制限が緩やかになり、追加での試薬などの購入、また学会発表・参加で使用する予定である。
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[Journal Article] Utility of intraoperative real-time near-infrared fluorescence surgery for spinal schwannoma.2022
Author(s)
Muto J, Mine Y, Nagai S, Shizu N, Takeda H, Ikeda D, Saito A, Joko M, Hasegawa M, Kaneko S, Inoue T, Lee JKY, Hirose Y.
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Journal Title
Neurosurgical Focus: Video
Volume: 6
Pages: Ｖ１２
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Intraoperative real-time near-infrared image-guided surgery to identify intracranial meningiomas via microscope.2022
Author(s)
Muto J, Mine Y, Nishiyama Y, Maruyama K, Yamada S, Kojima D, Hayakawa M, Adachi K, Hasegawa M, Lee JKY, Hirose Y.
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Journal Title
Frontiers in Neuroscience
Volume: 16
Pages: 837349
DOI
Peer Reviewed
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