神経幹細胞を用いた脊髄損傷の治療法の確立

2003 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)を用いて、1)細胞外基質を併用した神経幹細胞移植の検討、2)前脳および脊髄由来神経幹細胞移植の比較検討、3)損傷脊髄内の微小環境の修飾(IL-6受容体抗体の併用)、4)軸索伸展阻害因子(セマフォリン3A)に対する阻害剤の検討を行った。
1)細胞外基質の併用:ラット胸髄損傷モデルを作製し、9日後にコラーゲンタイプ1ゲルとともに神経幹細胞を移植した。コラーゲンにより良好な移植細胞の生着と損傷部空洞の縮小、さらに運動機能の回復がみられた。
2)脊髄由来神経幹細胞は前脳由来神経幹細胞と比較して増殖能が低いため、今後の臨床応用に向けた大量細胞供給は困難が予想される。そこでこれまでわれわれが行ってきた損傷脊髄に対する脊髄由来神経幹細胞移植と同様に前脳由来神経幹細胞移植でも同様な有効性が得られるかを検討した。移植後の細胞の生着に違いはみられなかったが、分化した細胞は前脳由来ではニューロン、脊髄由来ではオリゴデンドロサイトが多数見られた。運動機能は両郡とも非移植群よりも有意な回復が得られた。
3)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、脊髄損傷後に腹腔内に抗IL-6受容体抗体を投与した。損傷部周囲のグリア組織と線維性瘢痕の有意な縮小と運動機能の回復がみられた。4)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、これらはシュワン細胞により髄鞘化されていた。また薬剤投与群で運動機能も有意に良好な回復がみられた。

研究成果

• [文献書誌] Okada, S., Nakamura.M., Mikami, Y., Shimazaki, T., Mihara, M., Ohsugi, Y., Yoshizaki, K., Kishimoto, T., Toyama, Y., et al.: "Blockade of interleukin-6 receptor suppresses reactive astrogliosis and ameliorates functional recovery inexperimental spinal cord injury."J Neurosci Res. (in press). (2004)
• [文献書誌] Watanabe, K., Nakamura, M., Iwanami, A., Kanemura, Y, Toyama, Y, et al.: "Comparison between fetal spinal cord-and forebrain-derived neural stem/progenitor cells as a source of transplantation for spinal cord injury."Dev.Neurosci. (in press). (2004)
• [文献書誌] Mikami Y, Okano H, Sakaguchi M, Nakamura M, Shimazaki T, Okano HJ, Kawakami Y, Toyama Y, et al.: "Implantation of dendritic cells in injured adult spinal cord results in activation of endogenous neural stem/progenitor cells leading to de novo neurogenesis, and functional recovery."J Neurosci Res. (in press). (2004)
• [文献書誌] H.Yoshida, Y.Okada, H.Maruiwa, K.Fukuda, M.Nakamura, K.Chiba, Y.Toyama: "Synaptic Blockade Plays a Major Role in the Neural Disturbance of Experimental Spinal Cord Compression."J Neurotraum. 20. 1365-1376 (2003)
• [文献書誌] 中村雅也, 戸山芳昭: "脊髄再生研究の現状と可能性"先端医療シリーズ22/整形外科の最新医療. 143-147 (2003)
• [文献書誌] 三上裕嗣, 戸田正博, 中村雅也, 戸山芳昭: "樹状細胞を用いた脊髄再生"先端医療シリーズ22/整形外科の最新医療. 153-156 (2003)