広範性脳損傷に対する間葉系幹細胞培養液由来エクソソームの経鼻的投与の検討

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K09274
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 穂刈 正昭 北海道大学, 医学研究院, 客員研究員 (30622807)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤村 幹 北海道大学, 医学研究院, 教授 (00361098) ; 川堀 真人 北海道大学, 医学研究院, 講師 (50399870)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 脳虚血 / 間葉系幹細胞 / エクソソーム

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、動物モデルで鼻内に投与されたエクソソームの効果を検討した。エクソソームは、超遠心法（10万G）を用いて羊膜由来間葉系幹細胞上清から分離した。得られたエクソソームはExosparklerを用いて蛍光Labelingを行った。スプレーグ・ドーリー・ラットに一過性の四血管閉塞モデル（両側椎骨動脈遮断翌日に20分間の両側内頚動脈遮断を行う）を用いて脳損傷を誘発し、エクソソーム鼻内投与は、1日あたり20μLのPBS中に3×10^8個のエクソソーム粒子または単独のPBSを経鼻的に投与して、損傷後7日間毎日投与を行った。長期の認知行動評価（8方向アーム試験）、エクソソームの生体分布（免疫学的染色）、およびアポトーシス（Apoptag染色）と神経炎症（CD68・Iba1）の組織学的評価を行った。エクソソームは、鼻内投与後1時間で主に嗅球に検出され、その後、24時間で中脳まで分布していた。エクソソームを投与されたラットは、刺激後28日後の認知機能の有意な改善を示した。エクソソーム投与によって海馬におけるアポトーシスの細胞が有意に減少し、同部位における神経細胞の死亡率も低下していた。エクソソームは主にミクログリアに取り込まれており、細胞毒性の炎症マーカーの発現が減少し、これが作用機序であると推測される結果が得られた。エクソソームの内容物に対する検討についてはmicroarrayによってmir125a-3pが候補である事が分かり、これのmimicとinhibitorを用いたin-vitro検証を行ったところ、効果が確認された

Current Status of Research Progress

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

Reason

良好なデータが得られており、順調に推移している

Strategy for Future Research Activity

In-vitroのデータによる作用機序解明を行う

Causes of Carryover

研究が順調に進捗したため、想定されていたよりも少ない動物や試薬で検討が可能となった。これらは翌年度以降で更なる作用機序解明およびin-vitro研究に使用する