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新規バイオマテリアルを用いた脊髄損傷治療の可能性-細胞外環境操作と炎症制御解析-

研究課題

研究課題/領域番号 17K10949
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
研究機関愛知医科大学

研究代表者

武内 恒成  愛知医科大学, 医学部, 教授 (90206946)

研究分担者 玉田 靖  信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (70370666)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード脊髄損傷 / 神経再生 / コンドロイチン硫酸 / 核酸医薬 / 再生医療 / 細胞外マトリックス / 再生環境制御 / バイオマテリアル / プロテオグリカン / DDS / 再生医学 / 神経科学 / 生体材料 / 移植・再生医療 / 細胞・組織
研究成果の概要

脊髄損傷治療には根本治療法が無く、iPS細胞治療などの検証が進められる。しかし脊損後には神経の再生能損失よりも、再生阻害因子発現による治療困難性が大とされる。損傷後の炎症に誘導されるコンドロイチン硫酸(CS)糖鎖発現が神経再生を阻害し(グリア性瘢痕)、さらなる線維化で完全に再生をブロックする。当該研究では、この阻害糖鎖発現を止めることを目的と治療標的として、核酸医薬の開発(臨床へ)を導くことが出来た。さらにこのDDS機構を見出し、炎症時の治療法としての有効性を示すとともに、派生してシナプスコネクターという全く新しい概念での脊損治療の可能性(Science,2020)など、想定外の結果が得られた

研究成果の学術的意義や社会的意義

脊髄損傷の治療において、再生阻害因子除去および糖鎖発現制御による再生環境整備という観点は新しいものである。とくに研究期間中に発現抑制が可能な核酸医薬を選択し、その機能を検討できたことは治療応用につながるものである(現に、企業主導でのヒト応用を目指した創薬導出に繋がっている)。当初計画していた薬剤デリバリーの機材検討は無くとも効果を発揮すること、炎症における核酸医薬デリバリーの新しい機序を見出した。さらに糖鎖を中心とした解析から、脊髄損傷に対しての全く新しい概念シナプスコネクターの可能性を見出し、これら再生環境整備とシナプス結合を統合した全く新しい展望など当初想定外の発見と結果を示すことが出来た

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 4件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 10件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (1件) 産業財産権 (3件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] オックスフォード大学(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] DZEN(ドイツ神経変性疾患センター)(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] EMBL(ヨーロッパ分子科学連合)/DZNE(ドイツ神経変性センター)/Max Planck Institute(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] EMBL/MaxPlank Institute/Neuroregeneration group(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] EMBL(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A synthetic synaptic organizer protein restores glutamatergic neuronal circuits2020

    • 著者名/発表者名
      Suzuki K、Elegheert J、Song I、Sasakura H、Senkov O、Matsuda K、Kakegawa W、Clayton A J、Chang V T、Ferrer-Ferrer M、Miura E、Kaushik R、Ikeno M、Morioka Y、Takeuchi Y、Shimada T、Otsuka S、Stoyanov S、Watanabe M、Takeuchi K、Dityatev A、Aricescu A R、Yuzaki M
    • 雑誌名

      Science

      巻: 369 号: 6507 ページ: 1074-1091

    • DOI

      10.1126/science.abb4853

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Chondroitin sulfate N-acetylgalactosyltransferase-1 knockout shows milder phenotype in experimental autoimmune encephalomyelitis than in wild type2020

    • 著者名/発表者名
      Inada Rino、Miyamoto Katsuichi、Tanaka Noriko、Moriguchi Kota、Kadomatsu Kenji、Takeuchi Kosei、Igarashi Michihiro、Kusunoki Susumu
    • 雑誌名

      Glycobiology

      巻: 31 号: 3 ページ: 260-265

    • DOI

      10.1093/glycob/cwaa072

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Isozyme-Specific Role of SAD-A in Neuronal Migration During Development of Cerebral Cortex2018

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi Keiko、Niida Hiroyuki、Tabata Hidenori、Ito Tsuyoshi、Hori Yuki、Hattori Madoka、Johmura Yoshikazu、Yamada Chisato、Ueda Takashi、Takeuchi Kosei、Yamada Kenichiro、Nagata Koh-ichi、Wakamatsu Nobuaki、Kishi Masashi、Pan Y Albert、Ugawa Shinya、Shimada Shoichi、Sanes Joshua R、Higashi Yujiro、Nakanishi Makoto
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: 160 号: 9 ページ: 721-721

    • DOI

      10.1093/cercor/bhy253

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Craniofacial abnormality with skeletal dysplasia in mice lacking chondroitin sulfate N-acetylgalactosaminyltransferase-12018

    • 著者名/発表者名
      Ida-Yonemochi Hiroko、Morita Wataru、Sugiura Nobuo、Kawakami Ryosuke、Morioka Yuki、Takeuchi Yuka、Sato Toshiya、Shibata Shunichi、Watanabe Hideto、Imamura Takeshi、Igarashi Michihiro、Ohshima Hayato、Takeuchi Kosei
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 17134-17134

    • DOI

      10.1038/s41598-018-35412-5

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Growth cone phosphoproteomics reveals that GAP-43 phosphorylated by JNK is a marker of axon growth and regeneration.2018

    • 著者名/発表者名
      Okada M*, Kawasaki A*, Tamada A*, Okuda S, Nozumi M, Ito Y, Kobayashi D, Yamasaki T, Yokoyama R, Shibata T, Nishina H, Yoshida Y, Fujii Y, Takeuchi K, Igarashi M(*These three authorscontributed equally.).
    • 雑誌名

      ISCIENCE

      巻: 4 ページ: 190-203

    • DOI

      10.1016/j.isci.2018.05.019

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Roles of CSGalNAcT1, a key enzyme in regulation of CS synthesis, in neuronal regeneration and plasticity2017

    • 著者名/発表者名
      Igarashi M, Takeuchi K, Sugiyama S.
    • 雑誌名

      Neurochem Int.

      巻: 17 ページ: 0197-0186

    • DOI

      10.1016/j.neuint.2017.10.001

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Abnormalities in perineuronal nets and behavior in mice lacking CSGalNAcT1, a key enzyme in chondroitin sulfate synthesis2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka Nozomu、Miyata Shinji、Tamada Atsushi、Watanabe Yumi、Kawasaki Asami、Kitagawa Hiroshi、Takao Keizo、Miyakawa Tsuyoshi、Takeuchi Kosei、Igarashi Michihiro
    • 雑誌名

      Mol Brain

      巻: 10 号: 1 ページ: 47-47

    • DOI

      10.1186/s13041-017-0328-5

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chondroitin Sulfate Is Required for Onset and Offset of Critical Period Plasticity in Visual Cortex2017

    • 著者名/発表者名
      Hou X, Yoshioka N, Tsukano H, Sakai A, Miyata S, Watanabe Y, Yanagawa Y, Sakimura K, Takeuchi K, Kitagawa H, Hensch TK, Shibuki K, Igarashi M, Sugiyama S
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 12646-12646

    • DOI

      10.1038/s41598-017-04007-x

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Lifespan extension by peroxidase and dual oxidase-mediated ROS signaling through pyrroloquinoline quinone in C. elegans.2017

    • 著者名/発表者名
      Sasakura H, Moribe H, Nakano M, Ikemoto K, Takeuchi K,
    • 雑誌名

      J Cell Sci.

      巻: 130 号: 15 ページ: 2631-2643

    • DOI

      10.1242/jcs.202119

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Extracellular Signals induce Glycoprotein M6a Clustering of Lipid-rafts and associated Signaling Molecules.2017

    • 著者名/発表者名
      Honda A, Ito Y, Takahashi-Niki, Matsushita N, Nozumi M, Tabata H, Takeuchi K, Igarashi M
    • 雑誌名

      J Neurosci.

      巻: 37(15) 号: 15 ページ: 4046-4064

    • DOI

      10.1523/jneurosci.3319-16.2017

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 脊髄損傷治療に向けての核酸医薬の応用展開 ‐神経再生阻害因子を如何に抑え、再生環境を制御するか‐2021

    • 著者名/発表者名
      武内恒成
    • 学会等名
      第20回 日本再生医療学会 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Rapid and robust recovery from spinal cord injury: cocktail treatment for re-wiring and against repulsion2020

    • 著者名/発表者名
      笹倉 寛之;, 鈴木 邦道, 池野 正史, 森岡 幸, 武内 由佳, 柚崎 通介, 武内 恒成
    • 学会等名
      第43回 日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Development of hTERT-expanded cell-based regenerative medicine in neurological diseases and spinal cord injury2020

    • 著者名/発表者名
      池野 正史, 笹倉 寛之, 武内 恒成
    • 学会等名
      第43回 日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] シナプスコネクターCPTXと再生抑制因子コンドロイチン硫酸の操作による脊髄損傷回復2020

    • 著者名/発表者名
      笹倉 寛之, 鈴木 邦道, 池野 正史, 森岡 幸, 武内 由佳, 柚崎 通介, 武内 恒成
    • 学会等名
      第42回神経組織培養研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Development of hTERT-expanded primary cells and cell-based regenerative medicine2020

    • 著者名/発表者名
      池野 正史, 鈴木伸卓、笹倉 寛之, 武内 恒成
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 中枢神経損傷再生回復にむけたシナプスコネクターCPTXと反発因子の操作2020

    • 著者名/発表者名
      笹倉 寛之, 鈴木 邦道, 池野 正史, 森岡 幸, 武内 由佳, 柚崎 通介, 武内 恒成
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 核酸医薬による中枢神経損傷への治療展開ー脊髄損傷治療に向けてのドラッグスクリーニングとその応用ー2019

    • 著者名/発表者名
      武内恒成、笹倉寛之、笠原勇矢、小比賀聡
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Neuronal functions with Chondriotin sulfate enhancement by pyroloquinoline quinone and polyphenols.2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sasakura, Kosei Takeuchi
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト初代培養細胞へのTERT遺伝子導入による増殖期間の延長効果2019

    • 著者名/発表者名
      池野正史、鈴木伸卓、武内恒成
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Regulation of chondroitin sulfate gene in vivo, to recovery from spinal cord injury and brain infarction2018

    • 著者名/発表者名
      Kosei Takeuchi
    • 学会等名
      FENS(ヨーロッパ神経化学連合合同学会)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Lifespan extension and ECM remodeling by dual oxidase-mediated ROS signaling.2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sasakura, Hiroki Moribe, Kazuto Ikemoto, Ikue Mori, Kosei Takeuchi
    • 学会等名
      日本細胞生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] In vivo regulation of Chondroitin sulfate gene to recovery from Spinal cord injury and brain infarction2018

    • 著者名/発表者名
      武内恒成
    • 学会等名
      新学術領域研究合同班会議
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In vivo における糖鎖発現酵素・コンドロイチン硫酸合成酵素の発現制御による脊髄損傷の機能回復2018

    • 著者名/発表者名
      武内恒成
    • 学会等名
      日本神経組織培養研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] In vivo regulation of chondroitin sulfate gene to recovery from spinal cord injury and brain infarction2018

    • 著者名/発表者名
      Kosei Takeuchi
    • 学会等名
      ISN(国際神経学会)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脊髄損傷修復に向けての核酸医薬治療の可能性2017

    • 著者名/発表者名
      武内恒成
    • 学会等名
      第2回革新的バイオ研究開発シンポジウム(日本核酸医薬学会)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In vivo regulation of chondroitin sulfate gene to recovery from spinal cord injury and brain infarction2017

    • 著者名/発表者名
      Kosei Takeuchi
    • 学会等名
      ISDN(国際神経発生学会)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 愛知医科大学医学部細胞生物学 ホームページ

    • URL

      https://www.take-lab.org/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] 特願2020-0028792020

    • 発明者名
      柚崎通介、鈴木邦道、Radu Aricesu,武内恒成
    • 権利者名
      柚崎通介、鈴木邦道、Radu Aricesu,武内恒成
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-002879
    • 出願年月日
      2020
    • 取得年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 人工興奮性シナプスコネクタとその脊髄損傷処置への使用2020

    • 発明者名
      鈴木邦道、武内恒成、柚崎通介
    • 権利者名
      鈴木邦道、武内恒成、柚崎通介
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-002879
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] コンドロイチン硫酸生合成を阻害するアンチセンス核酸2017

    • 発明者名
      小比賀聡、笠原勇矢、武内恒成
    • 権利者名
      小比賀聡、笠原勇矢、武内恒成
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 取得年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-12-28  

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