Fundamental analysis of ischemic brain plasticity induced by bone marrow mesenchymal stem cell transplantation

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26462214
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 鈴木 淳平 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (00572596)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 祐典 札幌医科大学, 医学部, 講師 (20538136) ; 鰐渕 昌彦 札幌医科大学, 医学部, 准教授 (30343388) ; 三上 毅 札幌医科大学, 医学部, 講師 (30372816) ; 中崎 公仁 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (70722461) ; 長濱 宏史 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (20725676) ; 浪岡 愛 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (60748995) ; 浪岡 隆洋 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (70748996)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 脳梗塞 / 神経可塑性 / 骨髄幹細胞

Outline of Annual Research Achievements

我々はこれまで，ラット脳梗塞モデル（MCAO）へ骨髄間葉系幹細胞を静脈内投与すると，治療効果が得られることを報告してきた．これまでの基礎研究の知見より，骨髄間葉系幹細胞移植による治療効果のメカニズムは，①サイトカインによる神経栄養作用，②血管新生，③脱髄軸索の再有髄化，④神経再生による脳の可塑性の調節，と多段階的に発揮することによることが判明している．
骨髄間葉系幹細胞移植により運動・感覚機能が回復する過程における脳の可塑性の変化を，動物実験用MRI装置（7T）によるfunctional MRI（fMRI）を用いて研究した結果，脳の可塑性が変化することによって，脳梁を介する皮質－皮質間，皮質－線条体間，皮質－視床間，皮質－脊髄間の軸索が構築する神経回路のrewiringの増加が生じた結果，神経機能の回復に寄与した可能性があると考えられたが，詳細な解明はなされていない．
本申請では，脳梗塞モデルラットに骨髄間葉系幹細胞を経静脈的に投与した後に生じるこれらの脳の可塑性の変化を，分子病理学的に解明することを目的としている．現在までに，本研究費によって，ラット脳梗塞モデルを作成し，動物実験用MRI装置（7T）を用いて，Diffusion Tensor Imagingを撮像し，神経回路の解析および，免疫組織学的手法を用いて，大脳皮質の可塑性の変化を解析している．これらのデータは骨髄幹細胞移植を行ったのちの機能回復の程度を比較解析する際に重要なコントロールデータとなりうる．
以上のように，補助金は補助条件に従って，有効に使用されている．