Transplantation of rat umbilical cord blood cells for neonatal hypoxic-ischemic brain injury.

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25461659
• Research Institution: Institute for Developmental Research, Aichi Human Service Center
• Principal Investigator: 中西 圭子 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 周生期学部, 主任研究員 (50280813)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 臍帯血幹細胞 / 移植再生医療 / 新生児低酸素性虚血性脳症

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、新生児において最も安全かつ簡便に採取できる幹細胞源である臍帯血幹細胞を用いて、周生期脳障害に対する効率的な再生医療法を開発することを目的とする。本研究では、ラット臍帯血幹細胞を増殖させ、ラット新生児低酸素性虚血性脳症(HIE)モデルに移植する、という同種移植系を用いて治療効果を検討している。
GFPトランスジェニックラット胎仔臍帯血より幹細胞を培養増殖(Stem cell enriched umbilical cord blood cells; SCE-UCBC)させ、HIEモデルラットに受傷3日後に腹腔内投与した。これまでに、受傷３週間後の評価で梗塞面積の減少および運動機能の改善が観察されていたが、今年度は、新たにパラフィン連続切片を作製し、立体解析学的評価を行った。　500μm毎にパラフィン切片をHE染色し、Cavalieriの原理に基づいて脳の残存容量を計測したところ、健常側に対する障害側の残存脳容量は、対照群では40.1±2.8%であったのに対し、SCE-UCBC投与群では61.2±6.9％と有意に増加していた。また、活性化ミクログリアマーカーであるED1免疫組織染色を行ったところ、活性化ミクログリアの障害部位への集族は対照群では249±19万個/個体であったのに対し, SCE-UCBC投与群では116±55万個/個体と有意に減少していた。一方、血管内皮細胞糖鎖を特異的に認識するTomato lectin染色を行い、運動野における総血管長を比較したところ、対照群障害側およびSCE-UCBC投与群障害側との間に有意な差は認められなかった。以上のことから、臍帯血幹細胞投与は宿主に対し何らかの反応をひきおこし、活性化ミクログリアの障害部位への集積を抑制して、梗塞軽減効果をもたらしている可能性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Rat umbilical cord blood cells attenuate hypoxic-ischemic brain injury in neonatal rats. (2017)
  • Author(s): Nakanishi K, Sato Y, Mizutani Y, Ito M, Hirakawa A, Higashi Y
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 7 Pages: 44111
  • DOI: 10.1038/srep44111
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Essential role of auto-activation circuitry on Aurora B-mediated H2AX-pS121 in mitosis. (2016)
  • Author(s): Shimada M, Goshima T, Matsuo H, Johmura Y, Haruta M, Murata K, Tanaka H, Ikawa M, Nakanishi K, Nakanishi M.
  • Journal Title: Nat Commun Volume: 7 Pages: 12059
  • DOI: 10.1038/ncomms12059
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Defective DNA repair increases susceptibility to senescence through extension of Chk1-mediated G2 checkpoint activation. (2016)
  • Author(s): Johmura Y, Yamashita E, Shimada M, Nakanishi K, Nakanishi M
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 6 Pages: 31194
  • DOI: 10.1038/srep31194.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 臍帯血幹細胞移植した周生期脳障害モデルラットにおける立体解析学的評価 (2017)
  • Author(s): 中西圭子、佐藤義朗、水谷友香、伊藤美春、平川晃弘、東雄二郎
  • Organizer: 第94回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: アクトシティ浜松
  • Year and Date: 2017-03-28 – 2017-03-30
• [Presentation] Dedifferentiated fat cells as a candidate for the treatment of neonatal hypoxic ischemic encephalopathy. (2016)
  • Author(s): ミクロゲルキオ・アルキスティ、佐藤義朗、近藤大貴、杉山裕一朗、鈴木俊彦、北瀬悠磨、見松はるか、辻雅弘、中西圭子、早川昌弘
  • Organizer: 第61回日本新生児成育医学会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場
  • Year and Date: 2016-12-01 – 2016-12-03
• [Presentation] 新生児低酸素性虚血性脳症に対するstem cells from human exfoliated deciduous teethを用いた幹細胞療法. (2016)
  • Author(s): 北瀬悠磨、佐藤義朗、見松はるか、鈴木俊彦、Alkisti Mikrogeorgiou、杉山裕一朗、中西圭子、辻雅弘、早川昌弘
  • Organizer: 第61回日本新生児成育医学会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場
  • Year and Date: 2016-12-01 – 2016-12-03
• [Presentation] CCL2ドミナントネガティブ阻害剤導入幹細胞を用いた慢性肺疾患モデルに対する改善効果. (2016)
  • Author(s): 鈴木俊彦、佐藤義朗、上田一仁、片岡英里奈、Alkisti Mikrogeorgiou、北瀬悠磨、杉山裕一朗、立花貴史、見松はるか、松沢要、伊藤美春、齋藤明子、村松友佳子、中西圭子、早川昌弘
  • Organizer: 第61回日本新生児成育医学会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場
  • Year and Date: 2016-12-01 – 2016-12-03
• [Presentation] 低酸素性脳障害モデルラットに対するラット臍帯血幹細胞の効果. (2016)
  • Author(s): 中西圭子、伊藤美春、佐藤義朗、平川晃弘、東雄二郎
  • Organizer: 第39回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-07-20 – 2016-07-22
• [Presentation] 成熟脂肪細胞に由来する脱分化脂肪細胞(DFAT)は新生児ラットの低酸素虚血傷害を軽減する (2016)
  • Author(s): 佐藤義朗、ミクロゲルキオ・アルキスティ、近藤大貴、杉山裕一朗、鈴木俊彦、北瀬悠磨、見松はるか、風間智彦、松本太郎、加野浩一郎、辻雅弘、中西圭子、早川昌弘
  • Organizer: 第39回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-07-20 – 2016-07-22
• [Presentation] 周生期脳障害モデルラットに対するラット臍帯血幹細胞投与の効果. (2016)
  • Author(s): 中西圭子、伊藤美春、佐藤義朗、東雄二郎
  • Organizer: 第52回日本周産期新生児医学会
  • Place of Presentation: 富山国際会議場
  • Year and Date: 2016-07-16 – 2016-07-18
• [Presentation] Dedifferentiated fat cells ameliorate hypoxic-ischemic brain injury in a neonatal rat model. 第52回日本周産期新生児医学会（富山）2016.7.18. (2016)
  • Author(s): ミクロゲルキオ・アルキスティ、佐藤義朗、近藤大貴、杉山裕一朗、鈴木俊彦、北瀬悠磨、見松はるか、辻雅弘、中西圭子、早川昌弘
  • Organizer: 第52回日本周産期新生児医学会
  • Place of Presentation: 富山国際会議場
  • Year and Date: 2016-07-16 – 2016-07-18
• [Presentation] Administration of bone marrow mononuclear cells decreases hypoxic-ischemic brain injury in neonatal rats. (2016)
  • Author(s): Sato Y, Kondo T, Hattori T, Mikrogeorgiou A, Sugiyama Y, Tsuji M, Nakanishi K, Hayakawa M.
  • Organizer: 10th Hershey conference on Developmental brain Injury.
  • Place of Presentation: Chateau de Romainville, France,
  • Year and Date: 2016-06-08 – 2016-06-11
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dedifferentiated fat cells as a treatment for perinatal hypoxic ischemic brain injury. (2016)
  • Author(s): Mikrogeorgiou A, Sato Y, Kondo T, Sugiyama Y, Nakanishi K, Tsuji M, Kazama T, Matsumoto T, Kano K, Hayakawa M
  • Organizer: 10th Hershey conference on Developmental brain Injury.
  • Place of Presentation: Chateau de Romainville, France,
  • Year and Date: 2016-06-08 – 2016-06-11
  • Int'l Joint Research