磁気ターゲティングを利用した脊椎再建材料による脊髄再生

2011 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23592165
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 田中 信弘 広島大学, 病院, 助教 (20363062)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 越智 光夫 広島大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (70177244) ; 中西 一義 広島大学, 病院, 病院助教 (60403557) ; 亀井 直輔 広島大学, 病院, 病院助教 (70444685) ; 中前 稔生 広島大学, 医歯(薬)学総合研究科, 寄付講座助教 (40595758)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2014-03-31
• Keywords: 移植・再生医療 / 生体材料 / 磁性

Research Abstract

本研究では脊髄損傷モデルに磁気ビーズ複合体により磁性化した神経幹細胞を移植し、損傷部位周囲に組み込まれた磁性体を利用し、損傷部位への効率的な細胞集積を図り脊髄再生を目指すことを目的としている。平成２３年度の本研究の実施状況として、神経幹細胞・磁気ビーズ複合体の樹立を行った。胎生１４日のgreen fluorescent protein transgenic Sprague-Dawley rat (GFPラット)より海馬組織を採取し、機械的に細片化した後、bFGFを含んだ培養液(DMEM/F12, N2 supplement, bFGF)中で約２週間浮遊培養する。形成された緑色の自家蛍光を発する細胞集塊(neurosphear)を神経幹細胞として使用する。続いて磁気ビーズ(フェリスフェア100®)を活性化させRGDSペプチドを癒合させ標識し神経幹細胞・磁気ビーズ複合体を作成した。それに続いて脊髄損傷作成および神経幹細胞・磁気ビーズ複合体の投与を行っている。脊髄損傷モデルを作成するためにIHインパクターを用意した．成体ヌードラットを用いてIHインパクターにより第7胸髄高位に、圧挫損傷を加え脊髄損傷ラットを作成した。損傷直後、L4/5腰椎高位で1x105個の神経幹細胞・磁気ビーズ複合体を髄腔内投与し、脊椎内に磁性化した内固定材料を挿入し損傷部への磁気ターゲティングを試みている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

神経幹細胞・磁気ビーズ複合体の樹立は順調に行われてた。また脊髄損傷モデルの作成も順調である。より効率のよい磁気ターゲティングを行うために、脊椎内に挿入する磁性体の形状などについては検討を要する。

Strategy for Future Research Activity

損傷脊髄の修復、再生について画像的、運動学的、組織学的評価など多角的に客観的評価を行い、磁気ターゲティングの有効性を明らかにする。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

超微弱発光イメージングシステムによる評価としてIn vivoイメージング法を用いて、ラット脊髄損傷モデルでの外磁場による細胞の集積効果について検討する。遺伝子導入装置を用いて、神経幹細胞・磁気ビーズ複合体にluciferase遺伝子を導入する。超微弱発光イメージングシステムを用いて磁気ターゲティングを行ったモデルでの脊髄損傷部への細胞移行・着床を観察する。細胞移植後0日，3日，10日，2週，4週で観察する。またラット脊髄損傷モデルの脊髄運動機能評価として、ビデオ撮影を併用して術者以外の第3者によりBBB locomotor rating scaleを用いた後肢の運動機能を経時的に評価ならびに頭蓋電気刺激運動誘発電位（Br(E)-MsEP）を計測し、後肢運動機能の電気生理学的評価も行う。