慢性期脊髄損傷に対するMuse細胞を用いた新規治療法の開発

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22H03180
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Tohoku Medical and Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 遠藤 俊毅 東北医科薬科大学, 医学部, 准教授 (00535370)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 冨永 悌二 東北大学, 大学病院, 教授 (00217548) ; Rashad Sherif 東北大学, 医学系研究科, 助教 (00824088) ; 新妻 邦泰 東北大学, 医工学研究科, 教授 (10643330) ; 下田 由輝 東北大学, 大学病院, 助教 (30815444) ; 正本 和人 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (60455384) ; 伊藤 明 東北大学, 大学病院, 助教 (90867863)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 脊髄損傷

Outline of Annual Research Achievements

我々研究グループは、多能性幹細胞、Muse(multilineage-differentiating stress-enduring)細胞を用いて、特に脳梗塞、急性期脊髄損傷 に対する再生医療研究開発をすすめてきた。Muse細胞はスフィンゴシン1リン酸（S1P）- S1P受容体2（S1PR2）のシステムを用いて傷害部位に遊走することが知られている。本研究課題では、このS1P-S1PR2システムを用いてMuse細胞を選択的に損傷脊髄内に集積させ、未だ根本治療の存在しない慢性期脊髄損傷に対し、応用可能な新規再生治療を開発することを目指す。研究代表者は脊髄損傷に対する基礎研究と並行し、Muse細胞を用いた急性期脊髄損傷治験に治験施設責任者として参画している。慢性期脊髄損傷においても本研究で基礎的基盤を構築、非臨床POC(Proof of concept)を取得し、臨床応用へ繋げることを目的とする。
本研究の目的は、慢性期脊髄損傷に対してMuse細胞を経静脈投与し、Muse細胞が病変に遊走するメカニズム（S1P-S1PR2システム）を用いて高い治療効果を生み出す非侵襲的Muse細胞治療を開発することである。我々はこれまでの脳梗塞、急性期脊髄損傷における研究において、Muse細胞の神経細胞への分化による神経軸索再生、神経機能回復効果を示してきた。Muse細胞遊走のメカニズムであるS1P-S1PR2システムを活用し、選択的、高効率に、そして非侵襲的に病巣にMuse細胞を集積させて、慢性期脊髄損傷治療として、その効果を生み出す研究内容は学術的独自性を有する。

Current Status of Research Progress

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

Reason

R4年度に予定していた下記の研究課題についてとりくみ期待された進捗状況であるため。In vitroでの実験では、Muse細胞の遊走を制御しうるS1P、またはS1PR2作動薬(CYM-5520)、S1PR2拮抗薬(JTE013)を用いてMuse細胞の遊走を評価した。またInvivo実験では脊髄損傷モデルには我々がこれまでの研究で使用した圧挫損傷モデルを使用した。脊髄損傷急性期から慢性期にかけて異なる時点において脊髄髄内のS1Pレベルを定量し、慢性期脊髄損傷モデルにおけるMuse細胞治療効果発現に寄与するS1P-S1PR2システムのメカニズムについて解析した。

Strategy for Future Research Activity

当初の予定の通り、Muse細胞の脊髄損傷慢性期に対する有効性および治療メカニズム解析を行う予定である。具体的には、脊髄損傷ラットモデルに損傷６週間後、Muse細胞を静注し、以下を検証する。下肢運動機能評価（BBBスコア）痛み、感覚評価 (Von Freyフィラメント、Hot Plateテスト)、細胞生着評価、脊髄空洞計測、残存神経軸索評価、Muse細胞の分化評価(NeuN, GFAP, GSTpiなど各種マーカー）ミクログリア活性評価（P2X4受容体、IL-1β、TNFα）。さらにMuse細胞の直接の効果を確認するため、Muse細胞静注後12週間でDiphtheria毒素を投与しMuse細胞排除試験を行う。
くわえて、慢性期脊髄損傷モデルにS1P Lyse、S1P、CYM-5520、あるいはJTE013を髄腔内投与、ここにMuse細胞治療を行い、S1P-S1PR2修飾によるMuse細胞遊走能と脊髄損傷の転帰への影響を評価する。S1P-S1PR2システム修飾により予想された治療効果が得られない場合には、脊髄損傷後慢性期に形成されるグリア瘢痕を分解するコンドロイチナーゼABCを併用し、より効果的な治療法の確立を目指す予定である。