Spine-gut relationship in the treatment of spinal cord injury with stem cell

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K09361
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 関 俊隆 北海道大学, 大学病院, 助教 (80241446)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大西 俊介 北海道大学, 医学研究院, 准教授 (10443475) ; 川堀 真人 北海道大学, 大学病院, 特任准教授 (50399870)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 脊髄損傷 / 間葉系幹細胞 / 腸

Outline of Annual Research Achievements

①幹細胞生存率の違いによる脊髄損傷モデル回復の違いについて生存率の違う幹細胞を作成する方法の確立を行った。当初、放射線照射による幹細胞のApoptosys誘導を行ってきたが、想定以上に幹細胞の生存率が高い事が後に判明し、放射線量・照射部位・照射フラスコなどの調整を行った。しかし最終的に直後は100%の生存率だが、24時間後に100%の死亡率を生み出す条件は見つけることが出来なった。そこで他の方法として幹細胞を保存液に入れることなく凍結保存する方法を検討した。これによって上記の条件を満たす幹細胞を作成することが出来た。今後この細胞を用いて細胞投与を行う
②ラット脊髄損傷のモデル作りおよび幹細胞の静注実験を行った。クリップモデルによる脊髄損傷後1日に羊膜由来間葉系幹細胞を100万個ないしは1000万個静脈投与したところ想定されていた以上に運動機能の改善が得られ、本治療法に大きな可能性がある事が再確認された。また投与後の脊髄および腸管の免疫染色を行っている。その結果幹細胞投与によって脊髄における炎症性細胞の浸潤が有意に抑制される事、腸粘膜の退縮が非常に強く抑制されることを確認した。特に腸粘膜に関しては粘液分泌を支配する盃細胞や腸粘膜の丈など全ての項目において細胞投与3日後および4週後に正常腸と変わらないくらい改善している事を確認した。腸粘膜の透過性については細胞間のGap junction構成たんぱく質であるCadherin, claudin, occludinの免疫染色を行い、Occludinの発現が細胞投与群で特に良くなっている事を確認した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

コロナによるラボ閉鎖があったが、概ね想定通りの研究を進めることが出来た。

Strategy for Future Research Activity

当初の計画通り研究を遂行する。①は生存率の違う幹細胞を投与し回復を確認する。また②に関しては幹細胞の腸に対するMolecular mechanismを検討する

Causes of Carryover

コロナの影響でラボ閉鎖になった分、使用する研究費が少なくなった。ただ順調に実験を進められる状況になりつつあり、今後は予定通り執行できると考えている。