損傷脊髄モデルに対する損傷脊髄環境の制御と幹細胞移植を用いた軸索再生と機能回復

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16659404
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 四宮 謙一 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (20111594)
• 研究分担者: 河内 敏行 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 講師 (10313248) ; 高橋 誠 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (10361718)
• キーワード: 骨髄由来幹細胞 / 神経幹細胞 / 神経栄養因子 / 脊髄環境制御

研究概要

平成16年度報告書損傷脊髄環境の制御
今年度は、移植細胞となる胎児海馬由来神経幹細胞と骨髄由来幹細胞についてin vitroおよびin vivoの評価を行った。1)移植細胞としての胎児海馬由来神経幹細胞(神経幹細胞)と骨髄由来幹細胞(骨髄細胞)の共培養を行いそれぞれの形態変化および遺伝子発現を検討した。2)移植した骨髄細胞の正常脊髄内での分布・分化について組織学的評価を行った。
1)神経幹細胞は、ラット胎児海馬から単離分散し、骨髄細胞は、成ラット大腿骨から単離培養し、それぞれ2-3代継代し、幹細胞を培養皿上にまき、共培養用のメッシュ上に骨髄細胞を培養した。その結果、骨髄細胞と共培養していない群と比較すると神経幹細胞の多くがアストロサイトに分化していることがわかった。さらにRT-PCR法を用いて骨髄細胞の神経栄養因子の発現を比較するとニューロン維持に必要なNT3やBDNFの発現が欠けていた。
2)生後7日ラット正常脊髄内に骨髄由来幹細胞を移植し、細胞生着・分布を検討した。移植細胞はGFP導入アデノウイルスで標識した。移植1週で灌流固定し、免疫染色によって移植細胞の分布形態を検討した。生着細胞数は、1切片あたり平均10個ほどであり、注入部白質に分布し生着不良であった。いずれの細胞も神経系細胞へ分化を認めなかった。神経幹細胞移植時には、平均約400個の細胞が生着しており生着率の低さが際立った。さらに幼若脊髄内という生着しやすい環境にありながら、移植細胞の生存は不十分である。
文献的には、脊髄損傷モデルに対する骨髄細胞移植が機能改善に有効であり、骨髄細胞が有効な細胞種であることが知られている。今年度のin vitroの結果から骨髄細胞は、グリア細胞への作用が強く働いている可能性が示唆され、in vivo実験からは、組織学的に骨髄細胞単独では不十分であり神経幹細胞との組み合わせも有効な手段であることが示唆された。今後、脊髄環境制御についてさらにin vivo実験を進めていく予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Sequential dynamics of inflammatory cytokine, angiogenesis inducing factor and matrix degrading enzymes during spontaneous resorption of the herniated disc. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kato T, Haro H, Komori H, Shinomiya K
  • 雑誌名: J.Orthopaedic research 22 ページ: 895-900
• [雑誌論文] Present situation and future aspects of spinal cord degeneration. (2004)
  • 著者名/発表者名: Enomoto M, Okabe, Shinomiya K
  • 雑誌名: J.Orthopaedic science 9 ページ: 108-112
• [雑誌論文] Synthesis and in vivo evaluation of a novel Hydroxyapatite/collagen-alginate as a bone filler and a drug delivery carrier of bone morphogenetic protein. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sotome S, Uemura T, Kikuchi M, Tanaka J, Tateishi T, Shinomiya K
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering C24 ページ: 341-347
• [雑誌論文] Clinico-molecular study of dedifferentiation well-differentiated liposarcoma. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shimoji T, Kanda H, Kitagawa T, Kadota K, Asai R, Takahashi K, Kawaguchi N, Matsumoto S, Hayashizaki Y, Okazaki Y, Shinomiya K
  • 雑誌名: BBRC 314 ページ: 1133-1140
• [雑誌論文] Long-term outocome of surgical treatment for tethered cord syndrome. (2004)
  • 著者名/発表者名: Haro H, Komori H, Okawa A, Kawabata S, Shinomiya K
  • 雑誌名: J Spinal Disord Tech 17 ページ: 16-20
• [雑誌論文] Suspended cells from trabecular bone by collagenase digestion become virtually identical mesenchymal stem cells obtained from marrow aspirates. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi Y, Sekiya I, Yagishita K, Ichinose S, Shinomiya K, Muneta T
  • 雑誌名: Blood 104 ページ: 2728-2735
• [雑誌論文] Skin sensory change after arthroscopically-assisted anterior cruciate ligament reconstruction using medial hamstring tendons with a vertical incision. (2004)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki T, Muneta T, Yagishita K, Shinomiya K, Sekiya I
  • 雑誌名: Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 12 ページ: 198-202
• [雑誌論文] Transcranial electrical stimulation as predictor of elicitation of intraoperative muscle evoked potentials. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fukuoka Y, Komori H, Kawabata S, Ohkubo H, Mochida K, Shinomiya K
  • 雑誌名: Spine 29 ページ: 2153-2157
• [雑誌論文] In vivo Evaluation of Porous HAP/Col as a Carrier of OP-1 in a Rabbit Lumbar Spinal Fufion Model (2004)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Sotome, Hisaya Orii, Akio Tsuchiya, Eriko Marukawa, Nobutaka Tajima, Masanori Kikuchi, Junzo Tanaka, Kenichi Shinomiya
  • 雑誌名: (学会発表)
• [雑誌論文] Migration and Survival of Small G Protein RHO Family Expressed Neural Progenitor Cells from Embryonic Hippocampus after Transplanted into the Intact Spinal Cord (2004)
  • 著者名/発表者名: Fujiki Numano, Mitsuhiro Enomoto, Kazuyuki Fukushima, Yukiko Nojiri, Kenichi Shinomiya, Shigeo Okabe
  • 雑誌名: (学会発表)
• [雑誌論文] 脊髄内に移植したSmall G protein Rho family遺伝子導入神経幹細胞の生着・移動様式 (2004)
  • 著者名/発表者名: 沼野藤希, 榎本光裕, 岡部繁男, 四宮謙一
  • 雑誌名: (学会発表)
• [雑誌論文] 正常および損傷脊髄に移植した神経幹細胞の移動・分化能-組織学的検討- (2004)
  • 著者名/発表者名: 榎本光裕, 沼野藤希, 福島和之, 野尻雪子, 岡部繁男, 四宮謙一
  • 雑誌名: (学会発表)
• [雑誌論文] 脊髄切断モデルに移植した胎児海馬由来神経幹細胞の移動様式 (2004)
  • 著者名/発表者名: 沼野藤希, 榎本光裕, 岡部繁男, 四宮謙一
  • 雑誌名: (学会発表)