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微小重力環境培養を行った頭蓋骨由来間葉系幹細胞移植効果の電気生理学的評価

研究課題

研究課題/領域番号 22K09234
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
研究機関広島大学

研究代表者

武田 正明  広島大学, 病院(医), 講師 (10403552)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2024年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード頭蓋骨由来間葉系幹細胞移植 / 経頭蓋刺激運動誘発電位 / 微小重力環境培養 / 中枢神経損傷モデル / 中枢神経損傷モデルラット / 頭蓋骨由来間葉系幹細胞 / 経頭蓋電気刺激運動誘発電位
研究開始時の研究の概要

本研究では各種神経損傷(脳梗塞、脳挫傷、脊髄損)モデルラットに微小重力環境下培養を行ったラット頭蓋骨骨髄由来の間葉系細胞を移植し、従来の分子生物学的分析に加え、定量的な運動機能改善を証明することを目的とした。
tcMEPを用い、各種神経損傷ラットにおいて、運動障害の程度、改善について定量的な評価を行う。特に微小重力環境下培養細胞の移植は神経機能改善効果が高いことが明らかとなっており、四肢のtcMEPを評価することでより詳細な運動機能回復のメカニズムを明らかとする。また、tcMEPとBBBの相関を明らかとしBBBの再評価を行う。

研究実績の概要

我々はこれまで独自に神経堤由来である頭蓋骨から間葉系幹細胞を樹立(Rat Cranial Bone-Derived Mesenchymal Stem Cell:rcMSCs)し、その細胞特性や神経保護効果について報告してきた。
また、ラット運動機能の客観的評価のため、経頭蓋刺激運動誘発電位(transcranial Moter evoked potential: tcMEP)を用いた評価方法をこれまでに報告した(Sci Rep. 2021 Jun 14;11(1))。
このモデルラットを用い、脊髄損傷モデルラットにrcMSCs移植を行い、rbMSCsより運動機能改善効果が高いことを既に報告した(Sci Rep. 2021Nov9;11(1))。
脳梗塞ラットへの移植効果を定量的に評価するため、今回、同様の手法を用いてtcMEP測定方法を確立し、報告した(Sci Rep. 2022 Nov 28;12(1))。また、脊髄損傷モデルラットに対し、rcMSCsを移植することで良好な機能回復が得られることも併せて報告した(Neurosci Lett. 2023 Mar 16;799)
今回、脳梗塞モデルラットに対する微小重力環境培養下rcMSCsの移植実験を継続して行っている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

脳梗塞モデルラットに対する定量的運動機能評価方法を確立し(Sci Rep. 2022 Nov 28;12(1))、脊髄損傷モデルに対するrcMSCs移植効果を確認した(Neurosci Lett. 2023 Mar 16;799)。
微小重力培養下rcMSC移植効果も良好な結果が得られており、現在論文投稿中である。

今後の研究の推進方策

微小重力環境下で培養したrcMSCsのinvitroでの各種評価並びに脳梗塞モデルラットに対する移植効果の定量的な評価を終了した。脳梗塞モデルラットに対する微小重力培養下rcMSC移植効果は国内外の学会で発表しており、次年度中に投稿中の論文を完成させる。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [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 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [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 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [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
  • [学会発表] Effects of transplantation of cranial bone-derived mesenchymal stem cells cultured in a simulated microgravity environment on a rat model of cerebral infarction2024

    • 著者名/発表者名
      Masashi Kuwabara, Takafumi Mitsuhara, Masataka Teranishi, Takashi Otsuka, Takeshi Imura, Takahito Okazaki, Masaaki Takeda, Daizo Ishii, Hiroshi Kondo, Kiyoharu Shimizu, Masahiro Hosogai, Takeshi Hara, Yuyo Maeda, Louis Yuge, Nobutaka Horie
    • 学会等名
      Brain & Brain PET 2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] INVESTIGATION OF THE EFFECTS OF MESENCHYMAL STEM CELL TRANSPLANTATION IN A BRAIN INJURY RAT MODEL USING LONGITUDINAL ELECTROPHYSIOLOGICAL EVALUATION2023

    • 著者名/発表者名
      Yuyo Maeda, Takafumi Mitsuhara, Masaaki Takeda, Kiyoharu Shimizu, Masashi Kuwabara, Masahiro Hosogai, Nobutaka Horie
    • 学会等名
      Brain & Brain PET 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] INVESTIGATION OF THE EFFSCTS OF CRANIAL BONE-DERIVED MESENCHYMAL STEM CELL TRANSPLANTATION IN A BRAIN INJURY RAT MODEL USING LONGITUDINAL ELECTROPHYSIOLOGICAL EVALUATION2023

    • 著者名/発表者名
      Yuyo Maeda, Takafumi Mitsuhara, Masaaki Takeda, Kiyoharu Shimizu, Masashi Kuwabara, Masahiro Hosogai, Nobutaka Horie
    • 学会等名
      ISSCR 2023 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [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2023

    • 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、石井大造、清水陽元、細貝昌弘、前田雄洋、河原裕美、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
      2023 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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