2023 Fiscal Year Annual Research 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 / 模擬微小重力 / 脳梗塞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①ラット頭蓋骨由来間葉系幹細胞(rcMSC)とラット骨髄由来間葉系幹細胞(rbMSC)を樹立し特性評価を行った。脊髄損傷モデルラットを作成し、損傷1日後にrcMSC、rbMSC、PBSの3群に分けて投与を行った。運動機能および電気生理学的評価を経時的に実施し、損傷28日後に組織を回収し、損傷領域の比較を行った。また、MSC移植翌日の脊髄組織にて遺伝子解析を実施した。②模擬微小重力(MG)環境下で培養した頭蓋骨由来間葉系幹細胞（cMSCs）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した。ラット中大脳動脈閉塞モデルを作成し、通常重力（1G）環境下で培養されたヒトcMSCsと、MG環境下で培養されたヒトcMSCsを、脳梗塞作成後に尾静脈より投与した。各群1ヶ月運動機能評価を行い、35日目に脳組織回収し免疫組織学的検討を行った。脳組織からRNAを抽出し発現解析を行った。
【結果】①rbMSC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回復が認められ、損傷領域は有意に縮小していた。rcMSC移植後翌日の脊髄組織では、TNF-αやIL-1βなど炎症性サイトカインの発現が抑制された。②MG環境下で培養されたcMSCs投与群は移植後のmNSSの有意な改善を認めたが、梗塞脳組織における遺伝子発現解析ではMG群でNgf、Fgf2, Sypの発現が有意に高く、Sort1の発現が有意に低かった。
【考察】rcMSCは神経栄養因子を介した抗炎症・抗細胞死作用により有意な神経機能回復を誘導することが示された。また、模擬微小重力環境で培養することで、細胞骨格の適応的再編成により細胞の特性も変化し、樹状突起の増加やシナプス伝達の増加が惹起される可能性が示唆された。
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