Development of novel treatments and elucidation of mechanisms for intractable epilepsy using bone marrow mesenchymal stem cells

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K07938
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 福村 忍 札幌医科大学, 医学部, 講師 (30718341)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 津川 毅 札幌医科大学, 医学部, 教授 (00631863) ; 佐々木 祐典 札幌医科大学, 医学部, 准教授 (20538136) ; 長濱 宏史 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (20725676) ; 本望 修 札幌医科大学, 医学部, 教授 (90285007)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 再生医療 / てんかん / 骨髄間葉系幹細胞

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、てんかんモデル動物の慢性期にMSCを経静脈的に移植することにより、MSCのてんかんの治療効果、認知機能への改善効果の検討を行う。また、その機序として、MSCが形成された異常神経回路を正常化するメカニズムを解明することを目的とする。
既に発症したてんかんに対するMSC治療の有効性をてんかん治療の観点から、けいれん重積後にてんかん発作を形成したラットに対し、MSCを経静脈的に投与し、てんかん発作の減少効果を検討した。
重積後55日から60日まで（投与前）、重積後91-95日（投与30日後）をそれぞれ1日12時間ビデオモニタリングし、自発けいれん数をを各群で比較検討したところ、MSC群は、Vehicle群と比べ有意に減少していた。
重積後55日から60日まで（投与前）、重積後91-95日（投与30日後）をそれぞれ1日12時間ビデオ脳波モニタリングし、睡眠時1時間当たりの間欠期Spike数減少を各群で比較検討したところ、MSC群は、Vehicle群と比べ、変化を認めなかった。
重積後55日から60日まで（投与前）、重積後91-95日（投与30日後）をそれぞれ1日12時間ビデオ脳波モニタリングし、12時間当たりの脳波上の潜在発作数減少を各群で比較検討したところ、MSC群は、Vehicle群と比べ、減少傾向を認めた。
MSCは、けいれん重積後の慢性期のてんかんに対し、けいれん数および脳波上の興奮性を軽減させるに有効であると考えられた。現在、統計的処理およびMRI画像、組織的な差を検討しているところである。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

けいれん重積後慢性期モデルは確立し、MSC投与群とDMEM投与群とで、けいれん頻度の差および脳波所見の差を認めている。現在統計的処理および画像、組織的な差を検討しているところである。

Strategy for Future Research Activity

今後、認知機能を種々の行動評価を組み合わせることで多角的に治療効果とそのメカニズムを解析していく予定である。特に、組織的解析として、海馬の神経系細胞数および苔状線維発芽、GABAニューロン数、樹状突起棘数等を評価する予定である。また7T-MRIを用いて、脳体積の変化、皮質、白質、辺縁系の体積の割合の変化を経時的に評価していくことが可能と考えている。

Causes of Carryover

当該年度（2023年度）は、2022年度に引き続き、主にけいれん重積後慢性期モデルに対する行動評価実験を主に行っており、組織・画像検査に関わる使用額が少なかった。
＜使用計画＞本研究計画を継続し、動物代、試薬代、培養器具代、MRI使用代、組織染色代などの消耗品に使用する予定である。