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ヒト頭蓋骨由来間葉系幹細胞の微小重力環境培養を応用した神経再生効果の解明と応用

研究課題

研究課題/領域番号 21K16609
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分56010:脳神経外科学関連
研究機関広島大学

研究代表者

光原 崇文  広島大学, 医系科学研究科(医), 助教 (80571801)

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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード神経再生 / 間葉系幹細胞 / 頭蓋骨 / 脳梗塞 / 模擬微小重力 / 脊髄損傷 / 頭蓋骨由来 / 微小重力環境
研究開始時の研究の概要

これまで研究代表者らは発生学的見地から神経堤細胞由来である頭蓋骨に着目し,「ヒト腸骨骨髄由来間葉系幹細胞と比較したhcMSCの細胞特性評価」,「ラット脳梗塞モデルを用いたラット頭蓋骨MSC投与の効果」,「ラット脳梗塞モデルを用いたヒト頭蓋骨由来MSC投与の効果」について神経再生について研究し報告をした.本研究では無血清にて培養樹立したヒト頭蓋骨由来間葉系幹細胞を微小重力環境下で培養し,幹細胞特性や分化特性の相違について由来の異なる間葉系幹細胞と比較検討する.またこれまで脳梗塞モデルで検証した神経再生効果を,脊髄損傷モデルへと拡大して検証を行う.

研究成果の概要

神経系の再生医療のために,研究代表者らは神経堤細胞由来である頭蓋骨間葉系幹細胞に着目し、脳梗塞等の神経疾患に対する効果を報告している.
本研究においては、頭蓋骨間葉系幹細胞の脊髄損傷モデルラットへの治療効果を検証し、神経栄養因子を介した抗炎症・抗細胞死作用により有意な神経機能回復を誘導することをみいだした。また、効率の良い細胞治療のため微小重力環境を応用した間葉系幹細胞の培養をおこない、細胞骨格の適応的再編成により細胞の特性も変化し、樹状突起の増加やシナプス伝達の増加が惹起される可能性をみいだした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々は重症神経疾患に対する細胞治療の間葉系幹細胞ソースとして,神経再生に有利な頭蓋骨間葉系幹細胞に注目し、基礎研究を行っている。間葉系幹細胞は安全で有用な再生医療の細胞ソースとして注目されているが,一方で骨髄内の有核細胞に占める間葉系幹細胞数は加齢とともに減少することなど,問題点も存在する.
本研究によって,模擬微小重力環境下での培養と移植効果を検証し、より機能回復の効率の良い細胞治療としての可能性を見出した.動物モデルをつかって脳梗塞・脊髄損傷などの重症神経疾患への細胞治療応用を実証し,作用機序の解明をふくめた再生医療の発展に資する研究となった.

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

    (26件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] A novel rat model for longitudinal electrophysiological evaluation after cold-induced brain injury2023

    • 著者名/発表者名
      Maeda Yuyo、Mitsuhara Takafumi、Takeda Masaaki、Kawate Ayano、Kawano Reo、Shimizu Kiyoharu、Kuwabara Masashi、Hosogai Masahiro、Yuge Louis、Horie Nobutaka
    • 雑誌名

      Journal of Neurosurgery

      巻: 139 号: 3 ページ: 840-847

    • DOI

      10.3171/2022.12.jns222039

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of intravenously administered cranial bone-derived mesenchymal stem cells on functional recovery in experimental spinal cord injury2023

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Kiyoharu、Mitsuhara Takafumi、Maeda Yuyo、Kuwabara Masashi、Hosogai Masahiro、Takeda Masaaki、Yuge Louis、Horie Nobutaka
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 799 ページ: 137103-137103

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2023.137103

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ヒト頭蓋骨間葉系幹細胞を用いた脳梗塞再生医療の臨床応用2023

    • 著者名/発表者名
      堀江 信貴、光原 崇文、桑原 政志、前田 雄洋、原 健司
    • 雑誌名

      神経治療学

      巻: 40 号: 6 ページ: S117-S117

    • DOI

      10.15082/jsnt.40.6_S117

    • ISSN
      0916-8443, 2189-7824
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 虚血性脳血管障害に対する幹細胞治療の多様性 : 現状と展望2023

    • 著者名/発表者名
      堀江 信貴、光原 崇文
    • 雑誌名

      脳神経外科ジャーナル / 日本脳神経外科コングレス 編

      巻: 32 ページ: 808-813

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Assessment of Intraoperative Spinal Angiography via the Popliteal Artery for Spinal Vascular Diseases2023

    • 著者名/発表者名
      Maeda Yuyo、Mitsuhara Takafumi、Kume Shinji、Sakamoto Shigeyuki、Shimizu Kiyoharu、Oshita Jumpei、Kajihara Yousuke、Takeda Masaaki、Horie Nobutaka、Yamaguchi Satoshi
    • 雑誌名

      World Neurosurgery

      巻: 169 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.wneu.2022.10.040

    • 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
  • [雑誌論文] Establishment of longitudinal transcranial stimulation motor evoked potentials monitoring of the forelimbs and hindlimbs in an ischemic stroke rat model2022

    • 著者名/発表者名
      Hosogai Masahiro、Takeda Masaaki、Maeda Yuyo、Okazaki Takahito、Mitsuhara Takafumi、Ishii Daizo、Shimizu Kiyoharu、Kuwabara Masashi、Yamasaki Fumiyuki、Yuge Louis、Horie Nobutaka
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 20422-20422

    • DOI

      10.1038/s41598-022-24835-w

    • 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
  • [雑誌論文] Longitudinal electrophysiological changes after mesenchymal stem cell transplantation in a spinal cord injury rat model2022

    • 著者名/発表者名
      Maeda Yuyo、Takeda Masaaki、Mitsuhara Takafumi、Okazaki Takahito、Shimizu Kiyoharu、Kuwabara Masashi、Hosogai Masahiro、Yuge Louis、Horie Nobutaka
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 17 号: 8 ページ: e0272526-e0272526

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0272526

    • 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
  • [雑誌論文] Transplantation of rat cranial bone-derived mesenchymal stem cells promotes functional recovery in rats with spinal cord injury2021

    • 著者名/発表者名
      Maeda Yuyo、Otsuka Takashi、Takeda Masaaki、Okazaki Takahito、Shimizu Kiyoharu、Kuwabara Masashi、Hosogai Masahiro、Yuge Louis、Mitsuhara Takafumi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 21907-21907

    • DOI

      10.1038/s41598-021-01490-1

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A novel bone-thinning technique for transcranial stimulation motor-evoked potentials in rats2021

    • 著者名/発表者名
      Maeda Yuyo、Otsuka Takashi、Mitsuhara Takafumi、Okazaki Takahito、Yuge Louis、Takeda Masaaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 12496-12496

    • DOI

      10.1038/s41598-021-91780-5

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparisons of Neurotrophic Effects of Mesenchymal Stem Cells Derived from Different Tissues on Chronic Spinal Cord Injury Rats2021

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Takashi、Maeda Yuyo、Kurose Tomoyuki、Nakagawa Kei、Mitsuhara Takafumi、Kawahara Yumi、Yuge Louis
    • 雑誌名

      Stem Cells and Development

      巻: 30 号: 17 ページ: 865-875

    • DOI

      10.1089/scd.2021.0070

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 頭蓋骨由来間葉系幹細胞を用いた神経再生医療とロボティクスリハビリテーション2021

    • 著者名/発表者名
      大塚貴志、光原崇文、中川慧、栗栖薫、 弓削類
    • 雑誌名

      BIO Clinica

      巻: 36 ページ: 372-376

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 頭蓋骨間葉系幹細胞を用いた神経疾患に対するトランスレーショナルリサーチ2024

    • 著者名/発表者名
      光原崇文、前田雄洋、原健司、桑原政志、堀江信貴
    • 学会等名
      第23回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 電気生理学的評価を用いた脊髄損傷に対する間葉系幹細胞の複数回移植効果の検討2024

    • 著者名/発表者名
      前田雄洋, 光原崇文, 原健司, 桑原政志, 武田正明, 堀江信貴
    • 学会等名
      第23回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 頭蓋骨間葉系幹細胞をもちいた神経再生治療の開発と挑戦2023

    • 著者名/発表者名
      光原崇文、前田雄洋、原健司、桑原政志、堀江信貴
    • 学会等名
      第66回日本脳循環代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 経時的神経モニタリング技術を用いた 脊髄損傷における頭蓋骨由来間葉系幹細胞の最適な移植時期の検討2023

    • 著者名/発表者名
      前田雄洋, 光原崇文, 原健司, 桑原政志, 清水陽元, 武田正明, 堀江信貴
    • 学会等名
      第23回日本分子脳神経外科学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 頭蓋骨間葉系幹細胞を用いた神経疾患への挑戦2023

    • 著者名/発表者名
      光原崇文、前田雄洋、桑原政志、細貝昌弘、清水陽元、堀江信貴
    • 学会等名
      第48回日本脳卒中学会学術集会(STROKE2023)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳梗塞に対する幹細胞療法のトランスレーショナルリサーチ2023

    • 著者名/発表者名
      光原崇文、前田雄洋、桑原政志、細貝昌弘、清水陽元、堀江信貴
    • 学会等名
      第52回日本脳卒中の外科学会学術集会(STROKE2023)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] RNAシークエンスを用いたラット頭蓋骨骨髄由来と長管骨骨髄由来間葉系幹細胞のRNAプロファイル比較2023

    • 著者名/発表者名
      清水陽元, 前田雄洋, 桒原政志, 細貝昌弘, 光原崇文, 武田正明, 弓削類, 堀江信貴
    • 学会等名
      第22回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 脊髄損傷モデルラットにおけるBBB scoreとTc-MEP導出の相関に関する検討2023

    • 著者名/発表者名
      前田雄洋、武田正明、光原崇文、岡崎貴仁、 清水陽元、桑原正志、細貝昌弘、大塚貴志、河原裕美、 辻 紘一郎、弓削類、堀江信貴
    • 学会等名
      第22回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 頭蓋骨由来間葉系幹細胞の脊髄損傷モデルラットへの移植効果2022

    • 著者名/発表者名
      前田雄洋、光原崇文、大塚貴志、武田正明、岡崎貴仁、 清水陽元、桑原正志、細貝昌弘、弓削類、堀江信貴
    • 学会等名
      第22回日本分子脳神経外科学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 模擬微小重力環境で培養したヒト頭蓋骨由来間葉系幹細胞による 脳梗塞モデルラットへの移植効果の検討2022

    • 著者名/発表者名
      桑原政志、光原崇文、大塚貴志、岡崎貴仁、武田正明、 清水陽元、細貝昌弘、前田雄洋、河原裕美、堀江信貴、弓削類
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 脊髄損傷モデルラットにおけるMEP測定閾値の同定2022

    • 著者名/発表者名
      前田雄洋、武田正明、光原崇文、岡崎貴仁、桑原正志、 細貝昌弘、大塚貴志、河原裕美、弓削類、堀江信貴
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ラットおける、経時的で安定したMEP測定の新たな手技の確立2021

    • 著者名/発表者名
      前田 雄洋, 武田 正明, 大塚 貴志, 桑原 政志, 細貝 昌弘, 清水 陽元, 光原 崇文, 岡崎 貴仁, 弓削 類
    • 学会等名
      第80回日本脳神経外科学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] RAT CRANIAL BONE-DERIVED MESENCHYMAL STEM CELL TRANSPLANTATION PROMOTES FUNCTIONAL RECOVERY IN SPINAL CORD INJURY MODEL RATS2021

    • 著者名/発表者名
      Yuyo Maeda, Takafumi Mitsuhara, Takashi Otsuka, Masaaki Takeda, Takahito Okazaki, Kiyoharu Shimizu, Masashi Kuwabara, Yumi Kawahara, Koichiro Tsuji, Louis Yuge
    • 学会等名
      ISSCR 2021 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 広島大学大学院医系科学研究科脳神経外科学 神経再生研究グループ

    • URL

      https://shinkeisaisei.hiroshima-u.ac.jp/wp/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
  • [備考] 広島大学大学院医系科学研究科脳神経外科学 神経再生研究グループ

    • URL

      https://shinkeisaisei.hiroshima-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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