2021 Fiscal Year Research-status Report
ヒト頭蓋骨由来間葉系幹細胞の微小重力環境培養を応用した神経再生効果の解明と応用
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21K16609
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
光原 崇文 広島大学, 医系科学研究科(医), 助教 (80571801)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 神経再生 / 頭蓋骨 / 間葉系幹細胞 / 脊髄損傷 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ラット頭蓋骨より頭蓋骨由来間葉系幹細胞(rcMSC)を、比較対象としてのラット骨髄由来間葉系幹細胞(rbMSC)を脛骨および大腿骨骨髄より樹立し、遺伝子発現解析による特性評価を行った。脊髄損傷モデルラットを作成し、脊髄損傷1日後にrcMSCまたはrbMSC、PBSのみの3群に分けて投与を行った。移植効果の判定には運動機能評価および電気生理学的評価としてmotor evoked potentialの測定を用いた。脊髄損傷28日後に脊髄組織を回収し、組織学的評価による損傷領域の比較を行った。また、間葉系幹細胞(MSC)移植翌日の脊髄組織を用いて遺伝子解析を実施し、MSCの作用機序を検討した。【結果】rbMSCと比較し、rcMSCは神経栄養因子の高い発現を認めた。rcMSC移植を行った脊髄損傷モデルラットでは、運動機能評価、電気生理学的評価ともに有意な神経機能回復が認められ、損傷領域の有意な縮小が認められた。rcMSC移植後翌日の脊髄組織では、TNF-αやIL-1βなどの細胞死に関与する炎症性サイトカインの発現が抑制された。【考察】rcMSCはすでに報告されているrbMSCと比較して、脊髄損傷に対する高い移植効果を認めた。その機序として、急性期における神経栄養因子を介した抗炎症・抗細胞死作用がその後の神経機能回復を誘導する可能性が示唆された。以上結果を論文化した（Maeda Y., Otsuka T., Takeda M., Okazaki T., Shimizu K., Kuwabara M., Hosogai, M., Yuge, L., Mitsuhara, T. Transplantation of rat cranial bone-derived mesenchymal stem cells promotes functional recovery in rats with spinal cord injury. Sci Rep. 2021;11(1):21907)
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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
脊髄損傷モデルラットへの頭蓋由来間葉系幹細胞投与効果をまとめ、論文化した。頭蓋間葉系幹細胞は微小重力環境に暴露することでどのような特性を獲得するかについて、微小重力環境下で培養したヒト頭蓋間葉系幹細胞を脳梗塞モデルラットに投与し、その移植効果について検討中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
微小重力環境環境下で培養した頭蓋間葉系幹細胞を脳梗塞モデルラットに投与し、1G環境下で培養された頭蓋間葉系幹細胞と、微小重力環境環境下で培養された頭蓋間葉系幹細胞を脳梗塞1日後に尾静脈より投与して評価を行う。移植効果判定にはmodified neurological severity score (mNSS)による運動機能評価等を行う。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症により社会的情勢が不安定な中、各種学会活動および出張等の旅費を使用しなかったこと、細胞培養のためのコーティングディッシュなど研究器機供給が滞ったことから、研究の遂行に支障が生じた。2022年度は脳梗塞モデルに対する間葉系幹細胞投与のメカニズム解明のための、in vitro、in vivoの研究を進めていく。
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