神経幹細胞を用いた脊髄損傷の治療法の確立

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13307045
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 戸山 芳昭 慶應義塾大学, 医学部, 教授 (40129549)
• 研究分担者: 中村 雅也 慶應義塾大学, 医学部, 助手 (30217898)
• キーワード: 脊髄損傷 / 神経幹細胞 / 移植 / 再生 / 霊長類

研究概要

損傷脊髄の再生を目的とした神経幹細胞移植療法を確立するために、齧歯類(マウス、ラット)霊長類(サル)を用いた基礎的研究を行っている。昨年度は、1)神経幹細胞移植の時期の検討、2)サル脊髄損傷モデルの確立、3)サル脊髄損傷に対する神経幹細胞移植の有効性を報告した。
今年度は、これらをさらに臨床応用に一歩近づけるために、1)移植方法の改良(細胞外基質の併用)、2)損傷脊髄内の微小環境の修飾(IL-6受容体抗体の併用)、3)軸索伸展阻害因子であるセマホリン3A阻害剤の併用などの研究を行い、神経幹細胞移植法の改良を試みた。
1)細胞外基質の併用:先ず、collagen type Iを用いたラット神経幹細胞の3次元培養システムを確立した(至適コラーゲン濃度、細胞密度の決定)、次にラット脊髄損傷後9日にcollagen type Iとともに神経幹細胞移植を行ったところ、より良好な移植細胞の生着と運動機能の回復がみられた。2)脊髄損傷後に発現の増加が見られるIL-6やCNTF等のgp130を介したsignalが内在性及び移植神経幹細胞をアストロサイトへと分化誘導する因子の一つと考え、損傷脊髄にIL-6受容体抗体を投与したところ、損傷部周囲のグリア組織の有意な縮小と運動機能の回復がみられた。3)グリア瘢痕組織内に存在し軸索伸展を阻害するセマフォリン3Aに対する阻害剤を用いて、損傷軸索の再生と機能評価を行った。薬剤投与群では、損傷部を貫き再生した軸索が数多くみられ、運動機能も有意に良好な回復がみられた。今後これらの治療法と神経幹細胞移植を組み合わせて行っていく予定である。

研究成果

• [文献書誌] Ogawa Y et al.: "Transplantation of in vitro-expanded fetal neural progenitor cells results in neurogenesis and functional recovery after spinalcord contusion injury in adults rats"J Neurosci Res.. 69. 25-33 (2002)
• [文献書誌] Okano H et al.: "Transplantation of neural stem cells into the spinal cord after injury"Seminar in Cell & Developmental Biology. 379. 1-8 (2003)
• [文献書誌] 戸山芳昭, 岡野栄之: "損傷脊髄への神経幹細胞移植"実験医学. 20. 1301-1306 (2002)
• [文献書誌] 戸山芳昭, 中村雅也: "整形外科医のための分子生物学 神経幹細胞と神経栄養因子について"関節外科. 21. 372-375 (2002)
• [文献書誌] 戸山芳昭, 岡野栄之: "神経幹細胞と損傷脊髄の再生"日本整形外科学会雑誌. 76. 579-591 (2002)
• [文献書誌] 戸山芳昭, 岡野栄之: "中枢神経系の再生医療"日本医師会雑誌. 129. 355-359 (2003)