機能強化型間葉系間質細胞を用いた細胞移植治療法開発の基盤研究

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26860273
• Research Institution: National Center of Neurology and Psychiatry
• Principal Investigator: 笠原 優子 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, その他部局等, その他 (90391911)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 骨髄間葉系幹細胞 / IL-10 / 細胞移植

Outline of Annual Research Achievements

IL-10発現による機能強化型 MSCs の高効率な移植条件の検討と治療効果の評価
IL-10は炎症性サイトカインの産生を抑制する一方、抗アポトーシス効果を示すことから、骨髄間葉系幹細胞 (MSCs) の移植時にIL-10を利用することで、MSCs の生存率を上げるとともに、病態組織での炎症制御が予測され、結果として生着率の向上が期待できる。そこで、移植時に局所的IL-10の高発現を利用し、移植効率への影響を検討した。マウス下腿に移植する際、リコンビナントIL-10の反復局所投与を行った場合、短期的な生存効率の上昇をすでに確認しているため、長期発現が可能で安全性の高いアデノ随伴ウイルスベクター(AAV)を用いてIL-10遺伝子を導入した MSCs について検討した。In vivo イメージング解析の結果、IL-10発現による生存率および生着効率の向上が認められた。なお、血中濃度の増加は軽微であり、組織においてのみIL-10発現の増加を確認した。そこで次の段階として、筋ジストロフィーモデルmdxマウスにおける移植実験を予定しており、全身投与後の病態評価に向けて、呼吸機能、自発行動量、運動量測定における測定条件を確立し、評価項目の設定を行った。また、次年度予定しているイヌを用いた移植実験においても、拡大培養を開始し、局所移植においてIL-10発現MSCsの炎症を有する筋組織に長期間生着することが確認できた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

年次計画において、マウスへの骨髄間質細胞(MSCs)およびIL-10発現MSCsを用いた筋組織内における移植効率の比較検討を予定していたが、おおむね計画とおりに実施できており、マウスにおける検討結果を示す事が出来た。ただし施設の異動に伴い、モデルマウスの個体復元を行うなかで繁殖維持が予定より遅れているため、全身投与や病態評価においては、次年度に実施する予定とする。

Strategy for Future Research Activity

IL-10機能強化型MSCsを用いた移植効率の向上効果を免疫不全マウスにおいて確認出来たため、次年度はさらに筋ジストロフィーモデルマウスやモデル犬への移植実験を行い、高効率の移植条件を検討する予定とする。また、移植期間中に運動機能や活動量を解析し、移植における安全性および治療効果を評価する予定とする。

Causes of Carryover

マウスの移植実験を推進していたが、使用する疾患系統マウスの繁殖維持が予想外に難航したため、当初の計画よりも実験規模を縮小せざるを得なかった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

マウスを用いた移植実験を引き続き予定しており、使用する疾患系統マウスの繁殖維持の見通しがついたため、当該年度にて実施出来なかった実験においては次年度に追加実験を予定している。当該年度にて未使用分は次年度の物品購入費に充てる計画である。

Research Products

• [Journal Article] Treatment of hypophosphatasia by muscle-directed expression of bone-targeted alkaline phosphatase via self-complementary AAV8 vector. (2016)
  • Author(s): Nakamura-Takahashi A, Miyake K, Watanabe A, Hirai Y, Iijima O, Miyake N, Adachi K, Nitahara-Kasahara Y, Kinoshita H, Noguchi T, Abe S, Narisawa S, Millán JL, Shimada T, Okada T.
  • Journal Title: Mol Ther Methods Clin Dev. Volume: 3 Pages: 15059
  • DOI: 10.1038
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Intra-amniotic rAAV-mediated microdystrophin gene transfer improves canine X-linked muscular dystrophy and may induce immune tolerance. (2015)
  • Author(s): Hayashita-Kinoh H, Yugeta N, Okada H, Nitahara-Kasahara Y, Chiyo T, Okada T, Takeda S
  • Journal Title: Mol Ther. Volume: 4 Pages: 627
  • DOI: 10.1038
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] IL-10欠損mdxマウスによって示された炎症素因による筋ジストロフィー組織 (2015)
  • Author(s): 笠原 優子，喜納 裕美，積田 奈々，武田 伸一，岡田 尚巳.
  • Organizer: 第１回日本筋学会
  • Place of Presentation: Tokyo
  • Year and Date: 2015-08-08
• [Presentation] Improved transduction of canine X-linked muscular dystrophy with rAAV9- microdystrophin by MSCs pretreatment. (2015)
  • Author(s): Hayashita-Kinoh H, Nitahara-Kasahara Y, Okada H, Chiyo T, Imagawa K, Tachibana K, Takeda S, Okada T.
  • Organizer: The 21st Annual Meeting of Japan Society of Gene Therapy.
  • Place of Presentation: Osaka
  • Year and Date: 2015-07-24 – 2015-07-26
• [Presentation] Ultrasound-mediated transient modulation of blood-brain interface in adult common marmoset to induce brain pathology with rAAV. (2015)
  • Author(s): Okada H, Ishibashi H, Masuda C, Hayashita-Kinoh H, Chiyo T, Nitahara-Kasahara Y, Endo- Takahashi Y, Kato K, Negishi Y, Takeda S, Okada T.
  • Organizer: The 21st Annual Meeting of Japan Society of Gene Therapy.
  • Place of Presentation: Osaka
  • Year and Date: 2015-07-24 – 2015-07-26
• [Presentation] Mesenchymal stromal cells ameliorate progressive phenotype of Duchenne muscular dystrophy in dog. (2015)
  • Author(s): Kasahara Y, Kinoh H, Kuraoka M, Chiyo T, Okada H, Tsumita N, Imagawa K, Tachibana K, Takeda S, Okada T.
  • Organizer: 22th Annual Meeting of Japan Society of Gene & Cell Therapy
  • Place of Presentation: Osaka
  • Year and Date: 2015-07-24
• [Presentation] 炎症素因による筋ジストロフィー組織障害の重症化 (2015)
  • Author(s): 笠原 優子，喜納 裕美，積田 奈々，武田 伸一，岡田 尚巳.
  • Organizer: 第３６回日本炎症・再生医学会
  • Place of Presentation: Tokyo
  • Year and Date: 2015-07-21
• [Presentation] Mesenchymal Stromal Cells Can Ameliorate the Progressive Phenotype of Dog With Duchenne Muscular Dystrophy. (2015)
  • Author(s): Nitahara-Kasahara Y, Hayashita-Kinoh H, Kuraoka M, Chiyo T, Okada H, Tsumita N, Imagawa K, Tachibana K, Takeda S, Okada T.
  • Organizer: 18th Annual Meeting of American Society of Gene & Cell Therapy
  • Place of Presentation: New Orleans, U.S.A.
  • Year and Date: 2015-05-13 – 2015-05-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Blood-Brain Interface Opening By Ultrasound in Adult Common Marmoset To Induce Brain Pathology With rAAV. (2015)
  • Author(s): Okada H, Ishibashi H, Masuda C, Hayashita-Kinoh H, Chiyo T, Nitahara-Kasahara Y, Endo-Takahashi Y, Kato K, Negishi Y, Takeda S, Okada T.
  • Organizer: American society of gene & cell therapy 18th Annual meeting.
  • Place of Presentation: New Orleans, U.S.A.
  • Year and Date: 2015-05-13 – 2015-05-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Improved Transduction of Canine X-Linked Muscular Dystrophy With rAAV9-Microdystrophin By Using MSCs Pretreatment. (2015)
  • Author(s): Hayashita-Kinoh H, Okada H, Nitahara-Kasahara Y, Chiyo T, Imagawa K, Tachibana K, Takeda S, Okada T.
  • Organizer: American society of gene & cell therapy 18th Annual meeting.
  • Place of Presentation: New Orleans, U.S.A.
  • Year and Date: 2015-05-13 – 2015-05-16
  • Int'l Joint Research