多能性成体幹細胞（Muse細胞）移植による損傷脊髄の修復

• 研究課題/領域番号: 17K10917
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 整形外科学
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 熊谷 玄太郎 弘前大学, 医学研究科, 講師 (90529679)
• 研究分担者: 古川 賢一 弘前大学, 医学研究科, 准教授 (20165468)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2018年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 脊髄損傷 / Muse細胞 / 細胞移植

研究実績の概要

1.重症度別脊髄損傷モデルを作成
不安障害モデルマウスであるPRIP-1-/-(phospholipase C (PLC)-related inactive protein type 1ノックアウト)マウスとWT(Wild type)マウスに圧挫損傷を加え、行動評価および組織学的評価を行った。PRIP-1-/-マウスでは脊髄損傷後の二次損傷が拡大し、運動機能回復が不良であった（Journal of Neurotrauma 2018に掲載）。 脊髄損傷モデルマウスにおける損傷後不安行動および運動機能回復の性差の検討。脊髄損傷モデルマウスにおける不安行動と運動機能回復の性差について検討し、雌雄マウス共にSCI後に不安行動を示し、雄マウスはSCI後の不安行動と運動機能との関連を認めることを示した（Journal of Neurotraumaに投稿準備中）。現在脊髄損傷モデルに対して下記Muse細胞の移植実験を行っている。
2.自家組織由来Muse細胞の樹立および性質の解析
マウスからMuse細胞を抽出した。抽出された細胞がMuse細胞の特徴であるクラスター形成能、自己複製能、多能性マーカー、自発的分化能を有している事を確認した。Muse細胞の抽出率やクラスター形成率を比較し、MACSの正確性を検討する事で、MACSの特徴を明確にした。さらにMuse細胞の神経分化能は明らかではなかったが、in vitroで神経分化誘導を行い、Muse細胞が神経細胞、オリゴデンドロサイトやアストロサイトのグリア細胞への分化能を有していることがわかった。脂肪由来Muse細胞が脂肪由来Non-Muse細胞と骨髄由来Muse細胞に比べて神経栄養因子の分泌が高値であった。以上の結果をまとめ、海外雑誌Cell transplantationに投稿中（Revision）である。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

脊髄損傷に対するMuse細胞の移植実験中であり、行動評価、組織学的評価を解析し、その効果を解析予定である。

今後の研究の推進方策

移植方法の検討としてmicroinjectorを用いて自家組織由来Muse細胞および他家組織由来Muse細胞5x105個を移植する。コントロールとしてPBSを用いる。以下の3つの検討課題を実施する。
①直接投与：損傷中心部、②硬膜内投与：腰椎レベルから硬膜内に投与③経静脈投与：Tail veinを用いる。3つの方法で最も移植効果が高い移植方法を用いる。
移植後の行動評価、組織学的評価を行い、Muse細胞移植の有効性を検討する。

研究成果

• [雑誌論文] Poor motor-function recovery after spinal-cord injury in anxiety-model mice with phospholipase related catalytically inactive protein type 1 knockout. (2018)
  • 著者名/発表者名: Taku Fujita, Gentaro Kumagai
  • 雑誌名: Journal of Neurotrauma 巻: 35 ページ: 1379-1386
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [雑誌論文] Poor motor-function recovery after spinal-cord injury in anxiety-model mice with phospholipase delta related catalytically inactive protein type 1 knockout (2018)
  • 著者名/発表者名: Taka Fujita, Gentaro Kumagai, Xizhe Liu, Kanichiro Wada, Toshihiro Tanaka, Hitoshi Kudo, Toru Asari, Tatsuhiro Fukutoku, Ayako Sasaki, Yohshiro Nitobe, Yoshikazu Nikaido, Ken-Ichi Furukawa, Masato Hirata, Takashi Kanematsu, Shinya Ueno, Yasuyuki Ishibash
  • 雑誌名: J. Neurotrauma 巻: 印刷中 ページ: 1379-1386
  • DOI: 10.1089/neu.2017.5492
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [学会発表] The association between anxiety and motor function recovery after spinal cord injury in GABAA receptor-defective mice. (2018)
  • 著者名/発表者名: Taku Fujita, Gentaro Kumagai et al
  • 学会等名: Orthopaedic Research Society Annual Meeting
  • 国際共著/国際学会である
• [学会発表] A comparison of anxiety behavior after spinal cord injury in female and male mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Tatshuhiro Fukutoku, Gentaro Kumagai et al
  • 学会等名: Orthopaedic Research Society Annual Meeting
  • 国際共著/国際学会である
• [学会発表] マウス脂肪組織由来Multilinage differentiating Stress Enduring (Muse) 細胞と骨髄由来Muse細胞の神経分化能の比較 (2018)
  • 著者名/発表者名: 長沖隼英、熊谷玄太郎他
  • 学会等名: 第33回日本整形外科学会基礎学術集会
• [学会発表] Isolation of Multilineage-differentiating stress enduring cells derived from mouse adipose tissue. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshiro Nitobe、Toshihide Nagaoki, Gentaro Kumagai, Ayako Sasaki, Xizhe Liu, Taku Fujita, Kanichiro Wada, Ken-Ichi Furukawa, Yasuyuki Ishibashi
  • 学会等名: Orthopeadic Research Society Annual Meeting (国際学会)
  • 国際共著/国際学会である
• [学会発表] The association between anxiety and motor function recovery after spinal cord injury in GABAA receptor-defective mice. (2018)
  • 著者名/発表者名: Taku Fujita, Gentaro Kumagai, Xizhe Liu, Kanichiro Wada, Hitoshi Kudo, Asari Toru, Masato Hirata, Takashi Kanematsu, Yoshikazu Nikaido, Shinya Ueno, Yasuyuki Ishibashi
  • 学会等名: Orthopaedic Research Society Annual Meeting (国際学会)
• [学会発表] 情動障害マウスにおける脊髄損傷後運動機能回復の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤田拓、熊谷 玄太郎、劉 希哲、和田 簡一郎、田中 利弘、福徳 達宏、平田 雅人、兼松 隆、二階堂 義和、上野 伸哉、石橋 恭之
  • 学会等名: 第32回日本整形外科学会基礎学術集会