Analysis for therapeutic effects of mesenchymal stem/progenitor cells on neuropsychological disorder after traumatic brain injury.

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25861289
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 渡邊 潤 昭和大学, 遺伝子組換え実験室, 助教 (50649069)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 頭部外傷 / 骨髄由来間葉系幹細胞 / 血液脳関門 / アストロサイト

Outline of Annual Research Achievements

本研究により骨髄由来間葉系幹細胞（MSCs）と、その分泌タンパク質TSG-6が頭部外傷モデルマウスの頭部外傷領域を減少させることが明らかとなった。さらに行動テストにより記憶障害と鬱様行動が改善させることを見出した。このとき、好中球の組織浸潤と血液脳関門(BBB)の崩壊が抑制されていた。このことから、MSCsおよびTSG-6は好中球浸潤による炎症を減少させることによって血液脳関門の破綻を抑制し、二次的な脳損傷を改善していることが示唆された。
さらに脳の記憶によって重要な部位である海馬の神経新生について解析を行った。頭部外傷後の新生神経細胞数を、doublecortinの免疫染色によって調べたところ、TSG-6投与によって増加していることがを明らかとなった。興味深いことにSham群においてもこの神経新生細胞の増加は確認された。このことからTSG-6は神経新生を促進している可能性が示唆された。
またMSCが血液脳関門の破綻を抑制する機構を解析するため、BBBの構成細胞のひとつであるアストロサイトの活性化に注目して実験を行った。頭部外傷作成3日後で、MSC投与群においてアストロサイトのマーカーであるGFAPタンパク質発現が顕著に増加していることが明らかとなった。さらに培養アストロサイトにおいてScratch woundモデルを作成しMSCsと共培養したところ、傷の修復が顕著に促進されることが明らかとなった。これらの結果はMSCsがアストロサイトの活性化を介して頭部外傷後のBBB破綻を抑制することを示唆している。

Research Products

• [Journal Article] Pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide promotes eccrine gland sweat secretion. (2017)
  • Author(s): Sasaki S, Watanabe J, Ohtaki H, Matsumoto M, Murai N, Nakamachi T, Hannibal J, Fahrenkrug J, Hashimoto H, Watanabe H, Sueki H, Honda K, Miyazaki A, Shioda S.
  • Journal Title: Br J Dermatol. Volume: 176 Pages: 413-422
  • DOI: 10.1111/bjd.14885.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Pituitary Adenylate Cyclase-Activating Polypeptide (PACAP) Is Involved in Adult Mouse Hippocampal Neurogenesis After Stroke. (2016)
  • Author(s): Matsumoto M, Nakamachi T, Watanabe J, Sugiyama K, Ohtaki H, Murai N, Sasaki S, Xu Z, Hashimoto H, Seki T, Miyazaki A, Shioda S.
  • Journal Title: J Mol Neurosci. Volume: 59 Pages: 270-279
  • DOI: 10.1007/s12031-016-0731-x.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Continuous intake of the Chaga mushroom (Inonotus obliquus) aqueous extract suppresses cancer progression and maintains body temperature in mice. (2016)
  • Author(s): Arata S, Watanabe J, Maeda M, Yamamoto M, Matsuhashi H, Mochizuki M, Kagami N, Honda K, Inagaki M.
  • Journal Title: Heliyon Volume: 2 Pages: e00111
  • DOI: 10.1016/j.heliyon.2016.e00111. eCollection 2016 May.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 腎内血管内皮の多様性の検討：低真空SEMによる腎生検パラフィン切片の三次元的解析． (2017)
  • Author(s): 本田一穂，南雲佑，種田積子，舟橋久幸，大滝博和，澤智華，渡邊潤，瀧本雅文，小田秀明，新田孝作，大塚成人
  • Organizer: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 長崎, 長崎
  • Year and Date: 2017-03-28 – 2017-03-30
• [Presentation] 骨髄間葉系幹細胞（MSCs）は頭部外傷モデルマウスの血液脳関門破綻を抑制する (2017)
  • Author(s): 渡邊 潤，大滝 博和，矢倉 一道，本田 一穂，荒田 悟
  • Organizer: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 長崎, 長崎
  • Year and Date: 2017-03-28 – 2017-03-30
• [Presentation] 脊髄損傷マウスにおける慢性的なケモカインとその受容体の発現の変動． (2017)
  • Author(s): 矢倉一道，大滝博和，圓谷智海，佐藤 敦，渡邊 潤，宮本和幸，平泉 裕，本田一穂
  • Organizer: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 長崎, 長崎
  • Year and Date: 2017-03-28 – 2017-03-30
• [Presentation] MRIによるPin1遺伝子欠損マウスの脳の容量の解析． (2017)
  • Author(s): 大滝博和，渡邊 潤，矢倉一道，宮本和幸，土肥謙二，内田隆史，本田一穂．
  • Organizer: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 長崎, 長崎
  • Year and Date: 2017-03-28 – 2017-03-30
• [Presentation] PACAP KOマウスにおける加齢に伴う脳内酸化傷害の増加と記憶学習行動の異常． (2017)
  • Author(s): 中町智哉，大滝博和，渡邊潤，松田恒平，塩田清二
  • Organizer: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 長崎, 長崎
  • Year and Date: 2017-03-28 – 2017-03-30
• [Presentation] Relationship between anxiety behavior and respiration control as determined using optogenetics. (2017)
  • Author(s): Okuma N, Kanamaru M, Moriya R, Tanaka FK, Arata S, Watanabe J, Endou T, Yoshikawa A, Iizuka M, Izumizaki M. Relationship between anxiety behavior and respiration control as determined using optogenetics.
  • Organizer: 第94回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 浜松, 静岡
  • Year and Date: 2017-03-28 – 2017-03-30
• [Presentation] Responses of human mesenchymal stem/stromal cells on brain ischemia. (2016)
  • Author(s): Ohtaki H, Taniguchi S, Tanaka Y, Watanabe J, Miyamoto K, Yoshikawa A, Dohi K, Honda K.
  • Organizer: Annual meeting Soceity for Neuroscience 2016
  • Place of Presentation: San Diego, CA, USA
  • Year and Date: 2016-11-12 – 2016-11-16
• [Presentation] 脳虚血マウスにおける移植ヒト骨髄間葉系幹・前駆細胞（hMSCs）の応答. (2016)
  • Author(s): 大滝博和，渡邊潤，宮本和幸，平泉裕，本田一穂.
  • Organizer: 第８９回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 仙台, 宮城
  • Year and Date: 2016-09-25 – 2016-09-27
• [Presentation] エクリン汗腺におけるPACAPの汗分泌促進作用 (2016)
  • Author(s): 渡邊潤, 佐々木駿, 中町智哉, 大滝博和, 荒田悟, 本田一穂, 塩田清二
  • Organizer: 第13回GPCR研究会
  • Place of Presentation: お台場, 東京
  • Year and Date: 2016-05-13 – 2016-05-14
• [Presentation] PACAPはアクアポリン５を介して涙液分泌を促進する。 (2016)
  • Author(s): 中町智哉, 大滝博和, 関保，渡邊潤, 塩田清二
  • Organizer: 第13回GPCR研究会
  • Place of Presentation: お台場, 東京
  • Year and Date: 2016-05-13 – 2016-05-14