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実験的脳梗塞に対する骨髄幹細胞移植によって再構築される神経回路の網羅的解析

研究課題

研究課題/領域番号 21K09104
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分56010:脳神経外科学関連
研究機関札幌医科大学

研究代表者

長濱 宏史  札幌医科大学, 医学部, 研究員 (20725676)

研究分担者 佐々木 祐典  札幌医科大学, 医学部, 准教授 (20538136)
本望 修  札幌医科大学, 医学部, 教授 (90285007)
横山 貴裕  札幌医科大学, 医学部, 研究員 (60896116)
鵜飼 亮  札幌医科大学, 医学部, 講師 (30896113)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード神経可塑性 / 骨髄間葉系幹細胞 / DTI / 神経再生 / diffusion tensor imaging
研究開始時の研究の概要

脳主幹動脈閉塞による脳梗塞では、運動機能の一定の自然回復が生じるとされている。これまでの基礎研究から我々は、実験的脳梗塞に対する骨髄間葉系幹細胞 (mesenchymal stem cell: MSC)の経静脈的投与が、自然回復で得られる以上の運動機能の改善に貢献するメカニズムとして、脳内には明らかな神経回路の再構築が惹起されることを見出した。本研究では、局所の神経線維連絡の再編にとどまらず、全脳の網羅的なコネクト―ム解析を行い、神経線維ネットワークを最新のMRI技術と神経解剖学的手法を用いて解析し、再構築される神経回路の全貌を解明することを目的とする。

研究成果の概要

実験的脳梗塞に対する骨髄間葉系幹細胞の経静脈的投与後の神経回路の再構築が、我々が既に明らかにしてきた局所の神経線維連絡の再編にとどまらず、脳梁全部の左右半球間連絡に解析対象を拡げることで、神経回路の再構築が全脳で生じていることを明らかにした。さらに我々は、神経線維ネットワークを最新のdiffusion magnetic resonance imaging技術とdiffusion tensor tractographyを用いた全脳の網羅的なコネクトーム解析と神経解剖学的手法を用いて解析し、再構築される神経回路の全貌の解明に至る可能性を示唆する結果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

虚血脳に対する細胞治療の研究は広く行われており、神経の構造および機能の再構築が惹起され、新しい神経回路が構築されることで、神経機能が回復することが知られている。一方、我々は骨髄間葉系幹細胞治療(MSC治療)が神経の再構築を亢進することで良好な機能改善効果を発揮することを明らかにしている。脳梗塞に対するMSC治療により誘導される脳全体における神経回路の再構築の詳細を解明することは、網羅的な神経回路の評価方法および新たなMSC治療効果評価法の確立に繋がり、次世代の治療法の開発に貢献することが期待できるとともに、再生医療の治療効果を評価、治療メカニズム解明に関わる革新的な成果の基盤となり得る。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Rehabilitation facilitates functional improvement following intravenous infusion of mesenchymal stem cells in the chronic phase of cerebral ischemia in rats2024

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Tatsuro、Sasaki Masanori、Sasaki Yuichi、Nagahama Hiroshi、Oka Shinichi、Kataoka-Sasaki Yuko、Ukai Ryo、Yokoyama Takahiro、Kobayashi Masato、Kakizawa Masafumi、Kocsis Jeffery D.、Honmou Osamu
    • 雑誌名

      Brain Research

      巻: 1825 ページ: 148709-148709

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2023.148709

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A practical protocol for high-spatial-resolution magnetic resonance angiography for cerebral arteries in rats2023

    • 著者名/発表者名
      Nagahama Hiroshi、Sasaki Masanori、Komatsu Katsuya、Sato Kaori、Katagiri Yoshimi、Kamagata Masaki、Kataoka-Sasaki Yuko、Oka Shinichi、Ukai Ryo、Yokoyama Takahiro、Terada Kojiro、Kobayashi Masato、Kocsis Jeffery D.、Honmou Osamu
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience Methods

      巻: 386 ページ: 109784-109784

    • DOI

      10.1016/j.jneumeth.2023.109784

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Repeated intravenous infusion of mesenchymal stem cells for enhanced functional recovery in a rat model of chronic cerebral ischemia2021

    • 著者名/発表者名
      Takemura Mitsuhiro、Sasaki Masanori、Kataoka-Sasaki Yuko、Kiyose Ryo、Nagahama Hiroshi、Oka Shinichi、Ukai Ryo、Yokoyama Takahiro、Kocsis Jeffery D.、Ueba Tetsuya、Honmou Osamu
    • 雑誌名

      Journal of Neurosurgery

      巻: - 号: 2 ページ: 1-10

    • DOI

      10.3171/2021.8.jns21687

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 虚血大脳白質に対する拡散能測定の拡散時間依存性2023

    • 著者名/発表者名
      長濱宏史
    • 学会等名
      第51回日本磁気共鳴医学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 虚血脳に対する拡散 MRI 新規定量値による神経組織の推定法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nagahama, Masanori Sasaki, Takahiro Yokoyama, Shinichi Oka, Ryo Ukai, Yuko Kataoka-Sasaki, Kojiro Terada, Kaori Sato, Yoshimi Katagiri, Masaki Kamagata, Osamu Honmou
    • 学会等名
      第50回日本磁気共鳴医学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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