Development of innovative treatment for spinal cord injury using next-generation exosomes

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K09231
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: Hirota Ryosuke 札幌医科大学, 医学部, 助教 (10815434)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福士 龍之介 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (00894065) ; 佐々木 祐典 札幌医科大学, 医学部, 准教授 (20538136) ; 栗原 康太 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (20855803) ; 山下 敏彦 札幌医科大学, 医学部, 教授 (70244366) ; 本望 修 札幌医科大学, 医学部, 教授 (90285007) ; 小原 尚 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (20919732)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 神経トレーサー / 軸索伸長 / アデノ随伴ウイルス / 神経回路再編 / 脊髄損傷 / 骨髄間葉系幹細胞

Outline of Final Research Achievements

We demonstrated that mesenchymal stem cell (MSC) therapy induces the reconstruction of the corticospinal tract (CST) following spinal cord injury. Rats were subjected to thoracic contusion injury and received intravenous MSC administration the following day. Using neuroanatomical techniques and tissue clearing technology, we analyzed the state of the CST. In the MSC-treated group, axons of the major CST extended towards the minor CST running along the lateral and ventral spinal cord above the injury site, bypassing the lesion, and reconverging into the major CST below the injury. It was suggested that MSC administration activates the reconstruction of neural circuits that circumvent the injury site in the corticospinal tract.

Free Research Field

脊髄損傷、神経再生

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

研究者らは、骨髄間葉系幹細胞（MSC）治療が脊髄損傷の運動機能を改善し、顕著な治療効果があると報告している。これまでの良好な結果を踏まえて、2019年、「脊髄損傷の治療に用いる自己骨髄間葉系幹細胞治療」として、「条件及び期限付承認」を取得した（製品名：ステミラック注）。本研究で見られたMSC治療後の神経回路再編は、機能回復を惹起するメカニズムの一つと考えられ、特に細胞投与後比較的時間が経過してから自然回復とは逸脱したタイミングで発生する神経症状の改善に関連していると考えられる。細胞投与により引き起こされる本事象の病態解明を進めることは更に効果的な神経再生医療の実践につながる。