2020 Fiscal Year Research-status Report
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20K18016
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
遠藤 健 北海道大学, 大学病院, 医員 (50849148)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 末梢神経損傷 / 軸索再生 / 線維芽細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
末梢神経の再生は、複数の細胞種の高度な連携を伴うが、神経組織内に存在する線維芽細胞（Fibroblast: Fb）の役割はいまだ不明なままである。特に、末梢神経の最外層に位置して境界を形成するものと、神経組織内部で軸索に近接するものでは、神経が再生する過程で果たす役割は異なると考える。そこで、本研究では、末梢神経を構成するFbにも領域に基づく多様性があり、軸索再生に至適なFbがあるという仮説を検証する。まず、局在が異なるFbの神経突起伸張効果を検討した。成体ラット坐骨神経の神経上膜(epineurium: Epn)、実質部(parenchyma: Par)、および皮膚由来Fb（Fb-Skn）を用意した。神経細胞は成体ラット後根神経節から感覚神経細胞を単離し、各Fb上での共培養（接触共培養）と半透膜インサートを使用したFbと接触しない共培養（非接触培養）の２種類を実施し、４８時間後に固定し、伸長神経細胞の割合と最長神経突起長を定量した。
その結果、３種類のFbはすべてⅠ型Collagen陽性で、CD31（血管内皮細胞）やS100（シュワン細胞）の染色性を認めなかった。接触の有無に関わらず、神経上膜由来が伸長細胞割合と最長神経突起長の両方に優れ、最長神経突起長はFb-Par、Fb-Sknと比較して、それぞれ135％、191％長かった。非接触共培養の場合、接触共培養と比較して、伸長細胞割合と最長神経突起長は、それぞれ約44％、約49％減弱した。神経組織特異的Fbは軸索再生効果に優れ、中でもFb-Epnが最も優れていること、そしてその効果には液性因子と接着因子の両方が関与することが示唆された。このことは、今まで注目されることが無かったFb-Epnの末梢神経修復機構への関与と、Fb-Epnは軸索再生を標的とする細胞治療材料になりうる可能性を示唆している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
以下の３つの目的を設定したが、順調に目的１を完了し、現在、目的２を実施中である。
目的１：線維芽細胞の領域の違いが神経突起伸長に与える影響を明らかにする。
目的２：末梢神経再生における線維芽細胞の役割を明らかにする。
目的３：末梢神経損傷に対するシュワン細胞と線維芽細胞の複合細胞移植の再生効果を明らかにする。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、末梢神経を構成する線維芽細胞にも領域に基づく多様性があり、軸索再生に至適な線維芽細胞があるという仮説を検証する。今年度は、末梢神経損傷部の修復機序における間質細胞の役割を明らかにするために、ラット坐骨神経の切断損傷部の線維芽細胞、周皮細胞、血管内皮細胞、シュワン細胞の時空間的変化と、PDGFα、β、SMAα、一型コラーゲンなどの発現を明らかにしたあと、抗体、低分子化合物、細胞移植などの手法を用いて、これらの分子を標的とした介入を行い、数日後の修復状態を免疫染色で評価する。その結果、損傷部の修復機序における各間質細胞とシグナルの役割が明らかになる予定である。
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| Causes of Carryover |
結果的に研究は順調に進行しているが、コロナ禍の影響で、動物実験を想定よりも実施できなかったことで、動物購入費、動物飼育費用、関連試薬の支出が想定よりもなかった。しかし、今年度はその分多くの動物実験を実施予定であり、特段に使用計画の変更は必要ないと予定している。
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