q-spaceイメージングによる脊髄損傷メカニズムの解明

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22791401
• Research Institution: Clinical research Center, National Hospital Organization Murayama Medical Center
• Principal Investigator: 藤吉 兼浩 独立行政法人国立病院機構村山医療センター(臨床研究センター), 整形外科, 医員 (80365303)
• Keywords: 脊髄損傷 / MRI / コモンマーモセット / 髄鞘 / 脱髄 / 再髄鞘化 / 神経管細胞移植 / q-spaceイメージング

Research Abstract

われわれは神経幹細胞移植を主軸とした脊髄再生に取り組み、移植細胞が機能回復に寄与することを報告してきたが、そのメカニズムは不明である。一方、マウスES細胞やiPS細胞由来の神経幹細胞の実験において移植細胞の再髄鞘化とglial supportが重要であることを証明し、報告してきた(Kumagai、et al,2009.,Tsuji,et al,2010)。しかし、これまでに髄鞘をin vivoで評価する方法はなく、新たなtoolの開発が期待された。そこで損傷脊髄における組織の微細な変化を捉えるために、拡散MRIの先進技術であるq-spaceイメージングを導入し、髄鞘を特異的に描出する"Myelin map"を開発した
H23年度の髄鞘形成不全mutant miceと霊長類common marmoset化学的脊髄損傷モデルを用いた実験によって、Myelin mapが確かに髄鞘の情報を可視化していることが証明された。本年度の研究の目的は、Myelin mapが圧挫損傷においても髄鞘の情報を正確に描出できることを確認すると同時に、世界ではじめての霊長類の脊髄損傷モデルにおける同種神経幹細胞移植を実現し、Myelin mapで評価することによって脊髄再生のメカニズムの一端を解明することである。本研究は脊髄損傷の病態解明に役立つだけでなく、現在有効な治療法のない神経疾患の新規治療開発に結びつくと考えられ、将来的に世界に広く普及する可能性のある重要性の高い研究である。
研究目的、研究実施計画は以下のように予定のすべての研究を遂行した。
(1)霊長類脊髄圧挫損傷における脱髄の過程をMyelin mapで詳細に解析できた。
(2)common marmoset E135脊髄由来の神経幹細胞を圧挫損傷脊髄に移植したところ、著しい移植細胞による再髄鞘化を確認できた。

Research Products

• [Journal Article] Clinical significance of diffusion tensor tractography as a predictor of functional recovery after laminoplasty in patients with cervical compressive myelopathy (2012)
  • Author(s): Nakamura M, Fujiyoshi K, Tsuji O, Konomi T, Hosogane N, Watanabe K, Tsuji T, Ishii K, Momoshima S, Toyama Y, Chiba K, Matsumoto M
  • Journal Title: J Neurosurg Spine
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Long-term surgical outcomes of spinal meningiomas (2012)
  • Author(s): Nakamura M, Tsuji O, Fujiyoshi K, Hosogane N, Watanabe K, Tsuji T, Ishii K, Toyama Y, Chiba K, Matsumoto M
  • Journal Title: Spine (Phila Pa 1976) Volume: 37(10) Pages: E617-23
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Significance of remyelination by neural stem/progenitor cells transplanted into the injured spinal cord (2011)
  • Author(s): Yasuda A, Tsuji O, Shibata S, Nori S, Takano M, Kobayashi Y, Takahashi Y, Fujiyoshi K, Hara CM, Miyawaki A, Okano HJ, Toyama Y, Nakamura M, Okano H
  • Journal Title: Stem Cells Volume: 29(12) Pages: 1983-94
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cervical intramedullary ependymoma masquerading as cervical spondylotic myelopathy on MRI analysis (2011)
  • Author(s): Tsuji O, Nakamura M, Fujiyoshi K, Ishii K, Watanabe K, Hosogane N, Tsuji T, Momoshima S, Toyama Y, Chiba K, Matsumoto M
  • Journal Title: J Orthop Sci
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cell therapy for spinal cord injury by neural stem/progenitor cells derived from iPS/ES cells (2011)
  • Author(s): Tsuji O, Miura K, Fujiyoshi K, Momoshima S, Nakamura M, Okano H
  • Journal Title: Neurotherapeutics Volume: 8(4) Pages: 668-76
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Human hepatocyte growth factor promotes funct ional recovery in primates after spinal cord injury (2011)
  • Author(s): Kitamura K, Fujiyoshi K, Yamane J, Toyota F, Hikishima K, Nomura T, Funakoshi H, Nakamura T, Aoki M, Toyama Y, Okano H, Nakamura M
  • Journal Title: PLoS One Volume: 6(11) Pages: e27706
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Grafted human-induced pluripotent stem-cell-derived neurospheres promote motor functional recovery after spinal cord injury in mice (2011)
  • Author(s): Nori S, Okada Y, Yasuda A, Tsuji O, Takahashi Y, Kobayashi Y, Fujiyoshi K, Koike M, Uchiyama Y, Ikeda E, Toyama Y, Yamanaka S, Nakamura M, Okano H
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci U S A Volume: 108(40) Pages: 16825-30
  • Peer Reviewed
• [Presentation] In vino Myelin map based on non-Gaussian diffusion distribution elucidated remyelination after cell transplantation in spinal cord injury primates (2012)
  • Author(s): Kanehiro Fujiyoshi, Tsunehiko Konomi, Osahiko Tsuji, Keigo Hikishima, Akio Iwanami, Morio Matsumoto, Hideyuki Okano, Yoshiaki Toyama, Kazuhiro Chiba, Masaya Nakamura
  • Organizer: 3^<rd> Annual Meeting of Cervical Spine Research Society, Asia Pacific Section
  • Place of Presentation: Fukuoka
  • Year and Date: 20120421-20120422
• [Presentation] A novel in vivo myelin MR imaging elucidated the mechanism of spinal cord injury (2011)
  • Author(s): K Fujiyoshi, T Konomi, O Tsuji, K Hikishima, S Momoshima, M Matsumoto, K Chiba, H Okanno, Y Toyama, M Nakamura
  • Organizer: Cervical Spine Research Society 39^<th> Annual Meeting Scottsdale
  • Place of Presentation: Arizona
  • Year and Date: 2011-12-08
• [Presentation] 脊髄円錐部に発生した軟膜下脂肪腫において手術を施行した1例 (2011)
  • Author(s): 藤吉兼浩, 中村雅也, 辻収彦, 千葉一裕, 戸山芳昭, 松本守雄
  • Organizer: 第46回日本脊椎脊髄障害医学会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2011-11-19
• [Presentation] q-space MR imaging depict demyelination after spinal cord injury in non-human primate (2011)
  • Author(s): K Fujiyoshi, O Tsuji, T Konomi, K Hikishima, M Yamada, S Momoshima, H Okanno, Y Toyama, M Nakamura
  • Organizer: Neuroscience2011
  • Place of Presentation: Washington, DC
  • Year and Date: 2011-11-13
• [Presentation] 非侵襲的髄鞘可視法"Myelin map"の精度検証と臨床応用 (2011)
  • Author(s): 藤吉兼浩,許斐恒彦,辻収彦,疋島啓吾,松本守雄,千葉一裕,百島祐貴,岡野栄之,戸山芳昭,中村雅也
  • Organizer: 第26回日本整形外科学会基礎学術集会
  • Place of Presentation: 群馬
  • Year and Date: 2011-10-21
• [Presentation] 拡散テンソルトラクトグラフィを用いた損傷脊髄における投射路の可視化 (2011)
  • Author(s): 藤吉兼浩,町田正文,塩田匡宣,竹光正和,福田健太郎,八木満,飯塚慎吾,名越慈人,五十嵐一峰,臼井宏
  • Organizer: 第65回国立病院総合医学会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 2011-10-08
• [Presentation] QSIの脊髄再生医療への応用 (2011)
  • Author(s): 藤吉兼浩, 疋島啓吾, 百島祐貴, 小牧裕司, 山田雅之, 八木一夫, 許斐恒彦, 辻収彦, 戸山芳昭, 岡野栄之, 中村雅也
  • Organizer: 第3S回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2011-09-29
• [Presentation] 脊髄損傷モデルおよび再生過程における軸索および髄鞘の可視化の試み (2011)
  • Author(s): 藤吉兼浩
  • Organizer: 神経組織の成長・再生・移植研究会第26回学術集会
  • Place of Presentation: 東京医科大学病院
  • Year and Date: 2011-06-25
• [Presentation] 脊髄損傷における拡散MRI (2011)
  • Author(s): 藤吉兼浩
  • Organizer: 第6回日本分子イメージング学会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2011-05-27