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終糸中心管上衣細胞による神経再生の解析ー脊髄損傷の治療に向けてー

研究課題

研究課題/領域番号 21K09782
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56070:形成外科学関連
研究機関びわこリハビリテーション専門職大学

研究代表者

中野 法彦  びわこリハビリテーション専門職大学, リハビリテーション学部, 教授 (40322721)

研究分担者 井出 千束  びわこリハビリテーション専門職大学, リハビリテーション学部, 教授 (70010080)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード神経再生 / 脊髄損傷 / 中心管上衣細胞 / 脊髄中心管
研究開始時の研究の概要

脊髄損傷に対する根治療法が医学的にも社会的にも求められている。我々は、これまでに骨髄間質細胞などの移植が脊髄損傷に対して有効であることを報告し、臨床試験を進めている。その一連の解析の中で脊髄中心管上衣細胞のはたらきに注目するようになった。そこで、本研究では、ラット終糸の中心管上衣細胞を培養し神経再生に対する有効性の解析を行い、モデル動物に移植して治療効果を明らかにする。脊髄に存在する細胞を用いることにより生理的で安全性の高い新たな治療法の開発につながると考えている。

研究実績の概要

我が国において、脊髄損傷患者は現在約10万人に上り、毎年約5,000人が新たに受傷している。脊髄損傷患者の生命予後は改善されてきているものの、脊髄損傷に対する根本的な治療法がないのが現状である。そのため、中枢神経系の再生のメカニズムに基づいた脊髄損傷に対する治療法が開発され、症状の改善や患者のQOLの向上がもたらされることが望まれている。
中枢神経系は一度損傷を受けると再生しないと長い間考えられてきたが、近年、成人においても中枢神経系の再生が起こることがわかり、世界中でさかんに研究が行われるようになった。そして、人工多能性幹(iPS)細胞、胚性幹(ES)細胞や体性幹細胞などを用いた細胞移植が中枢神経の再生に有効であることがわかってきた。
我々は、骨髄間質細胞や骨髄単核球細胞などの体性幹細胞の移植は、患者自身の細胞を使うために拒絶反応がなく手技的にも容易であることが臨床応用において利点であると考え、それらの細胞を用いて脊髄損傷に対する効果を検討し、その有効性について報告してきた。そして、我々は、次に脊髄の中心管上衣細胞に注目した。中心管上衣細胞は脊髄に存在し、神経系幹細胞の性質を持つため、脊髄損傷の修復への効果が高いと考えられている。
そこで本研究では、脊髄損傷の治療に応用するために、脊髄中心管上衣細胞が神経再生能をもつことを培養細胞やモデル動物を用いて明らかにすることを目的として、中心管上衣細胞の培養条件の確立および中心管上衣細胞移植による神経再生能の解析を行った。培養条件の検討では、中心管上衣細胞のマーカーであるSox2、FoxJ1、vimentinなどの発現を指標に、基本培地、血清濃度、コーティング材、添加因子などについて条件検討した。また、モデル動物に中心管上衣細胞を移植し移植細胞の生存や挙動、神経再生の効果について解析を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

脊髄中心管上衣細胞の神経再生に対する有効性を検討するために、脊髄損傷モデルラットに中心管上衣細胞の移植を行った。移植1、2、4週後に細胞移植した脊髄を固定し免疫組織化学染色を行い、移植した中心管上衣細胞の生存や挙動、神経再生の効果について解析を進めている。
また、中心管上衣細胞の性質を解析するために初代培養細胞を用いた解析を行った。まず、ラット終糸から中心管を採取する手技の改良、効率化を行い、より良好な手法を確立した。次に、採取したラット中心管上衣細胞の初代培養を行い、至適培養条件の検討を行った。中心管上衣細胞のマーカーであるSox2、FoxJ1、vimentinなどの発現を免疫細胞化学染色法で解析し、それを指標に基本培地、血清濃度、コーティング材、添加因子などについて条件検討した。その結果、至適培養条件を確立しつつある状況である。
しかし、新型コロナウイルス感染症の流行のため、その対策などで大学での教育業務が増大したこと、および、培養関連の試薬や消耗品および実験動物の納入に遅れが生じたことにより、研究に遅れが生じている。また、中心管上衣細胞は幹細胞性の強い細胞から分化した細胞までのヘテロな集団であるので、至適培養条件の確立に時間を要している。

今後の研究の推進方策

中心管上衣細胞の培養系の確立したのち、培養中心管上衣細胞の神経再生能や遊走能、分化能を解析する。そして、中心管上衣細胞と骨髄間質細胞、脈絡叢上位細胞などの体性幹細胞との神経再生因子の比較を行う。さらに、脊髄損傷モデルラットを用いて、形態学的解析および運動行動学的解析によりその有効性の検討を行う。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] 脊髄再生のメカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      中野法彦、兼清健志、井出千束
    • 雑誌名

      月刊細胞

      巻: 55 ページ: 810-812

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 脊髄の再生-再考-2022

    • 著者名/発表者名
      井出千束、中野法彦、兼清健志、安部征哉、塚越千尋、宮本陳敏、玉地雅浩、横山雛子、林部美紀
    • 雑誌名

      びわこ健康科学

      巻: 1 ページ: 11-17

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ラット脊髄挫滅モデルでの細胞低接着性コラーゲン埋植による組織修復再生機能の検証2023

    • 著者名/発表者名
      森本康一、兼清健志、中野法彦、國井沙織、永井宏平、尾前薫、井出千束、宮本裕史
    • 学会等名
      第52回日本脊椎脊髄病学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ラット脊髄損傷モデルにおける細胞低接着性コラーゲン注入による組織再生の検討2023

    • 著者名/発表者名
      中野法彦、兼清健志、森本康一、國井沙織、永井宏平、井出千束、宮本裕史
    • 学会等名
      第38回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of rehabilitative training on locomotor recovery and cellular reorganization in a rat spinal cord contusion model - comparison between forced and spontaneous running -2022

    • 著者名/発表者名
      塚越千尋、兼清健志、中野法彦、安部征哉、林部美紀、井出千束
    • 学会等名
      第45回日本神経科学大会(Neuro2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞低接着性コラーゲンによる神経細胞の活性化と組織再生機能の検証2022

    • 著者名/発表者名
      森本康一、兼清健志、國井沙織、中野法彦、永井宏平、尾前薫、井出千束、宮本裕史
    • 学会等名
      第41回整形外科バイオマテリアル研究会
    • 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: 2024-12-25  

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