| 研究課題/領域番号 |
19K21345
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| 補助金の研究課題番号 |
18H06251 (2018)
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 (2019)
補助金 (2018) |
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| 審査区分 |
0906:生体機能および感覚に関する外科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
佐伯 将臣 名古屋大学, 医学部附属病院, 特任助教 (40822292)
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| 研究期間 (年度) |
2018-08-24 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 末梢神経損傷 / iPS細胞 / 末消神経再生 / オプトジェネティクス / チャネルロドプシン / 末梢神経再生 / 運動麻痺 / 機能再建 / 横隔膜ペーシング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
神経損傷や運動ニューロン疾患による運動麻痺への有用な治療法が求められている。当グループでは、胎児由来運動神経細胞、またはマウスES細胞・ヒトiPS細胞由来運動神経前駆細胞を損傷末梢神経内に移植し、脱神経筋の再支配による運動機能再建と電気刺激による制御が可能である事を示してきた。本研究では光感受性チャネルロドプシンを導入したヒトiPS細胞由来運動神経細胞を坐骨神経損傷モデルに移植し、運動機能再建および光刺激による骨格筋の制御を行う。また、高位脊髄損傷やALSなどの難治性神経変性疾患における呼吸筋麻痺を標的とし、横隔神経損傷モデルに同細胞を移植し、光制御可能な横隔膜ペーシング技術を開発する。
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| 研究成果の概要 |
ヒトiPS細胞由来運動ニューロンに、レンチウイルスベクターを用いてChR2(H134R)を導入した。青色光の照射により、ChR2(H134R)を導入した運動ニューロンにおいて活動電位が誘発されることを多電極アレイを用いて確認した。ラット坐骨神経切断モデルにChR2(H134R)を導入したヒトiPS細胞由来運動ニューロンを移植した。移植後12週の組織学的解析では、移植細胞の生着と移植細胞由来の軸索がラットの筋内で神経筋接合部を形成していることが確認され、電気刺激により、約半数の動物で筋収縮と筋活動電位が確認された。一方で、光刺激では十分な筋活動電位は観察されなかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
機能的電気刺激は実臨床において利用されている技術であり、当グループでの末梢神経損傷モデルにおける筋収縮も電気刺激により誘発された。しかし電気刺激は細胞特異的に刺激することが不可能であり、運動神経と感覚神経を含む横隔神経の刺激では、筋収縮のみでなく、不快感を誘発する。これに対し、光刺激は、移植前にあらかじめ細胞にChR2を導入しておくことで、低侵襲で、細胞特異的な刺激が可能である。末梢神経をターゲットとした運動機能再建において機能的電気刺激から機能的光刺激への移行は、臨床応用へ向けた重要な課題である。
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