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2017 年度 実施状況報告書

脳梗塞に対する幹細胞療法のシナプス増生のメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K10729
研究機関長崎大学

研究代表者

日宇 健  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (00404260)

研究分担者 堀江 信貴  長崎大学, 病院(医学系), 講師 (70380912)
松尾 孝之  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (00274655)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードperi-infarct area / synapse
研究実績の概要

脳実質内投与の確立:ヒト由来幹細胞をperi-infarct areaへの定位的脳実質内投与を行う。peri-infarct areaに計4箇所の投与を行った。梗塞1週間後にヒト神経幹細胞を患側大脳皮質に定位移植(1×105 cells/site, 3-4 sites)し, 1週毎に機能評価を行った。定位移植3週-4週間後に細胞移植群で機能回復を来した。
脳梗塞モデルでの幹細胞療法後のホストの梗塞部周囲peri-infarct areaにおける環境変化:細胞移植後はシナプスの増生、特に興奮性シナプスの増加が確認された。また同領域のPCRにてsynapseの増生に関与する分泌因子はTGF-β2, GluAが挙げられた。
In vitro: RatからのPrimary cortical neuronを用いてヒト神経幹細胞とのcoculture(non-contact)でsynapseの増生が確認された。
その他、細胞移植療法でドナーの年齢に着目し、脳梗塞後細胞移植の治療効果への影響とそのメカニズムについて検討を行った。加齢に伴いヒト骨髄間葉系幹細胞は液性因子の分泌が減少していた。それにより脳梗塞に対する骨髄間葉系幹細胞治療では治療効果に影響をきたしている可能性が示唆された。young 群では投与細胞からの BDNF や PDGF-BB の分泌量が多いことで、脳梗塞周囲層でのペリサイトに覆われた新生血管増加は脳血液関門の保全に関与し、ミクログリアの浸潤抑制に寄与していると考えられた。
脳梗塞に対する細胞移植療法においてドナーの年齢の影響は大きいと考えられる。

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

おおむね順調に進展している。ホストの梗塞部周囲peri-infarct areaにおける環境変化についての検討:細胞移植後はシナプスの増生、特に興奮性シナプスの増加が確認された。in vitroではsynapseの増生に関与する分泌因子はTGF-β2, GluAに絞られておりメカニズムの言及が可能である。
その他、細胞移植療法でドナーの年齢に着目し、脳梗塞後細胞移植の治療効果への影響とそのメカニズムについて検討を行い加齢に伴いヒト骨髄間葉系幹細胞は液性因子の分泌が減少していた。脳梗塞に対する細胞移植療法においてドナーの年齢の影響は大きいと考えられる。
以上のことが明らかとなり研究は概ね順調に経過している。

今後の研究の推進方策

シナプス増生のメカニズムの解明
shRNAを用いてknockdown を行った幹細胞を移植し通常の幹細胞移植と比較してfunctional recoveryが抑制されるかを検討する。さらにシナプスの増生が抑制されていることが証明出来ればシナプス増生のメカニズムが同定される。
さらに発展的には樹状突起構築:Golgi-Cox染色を用いた樹状突起の可視化, 軸索伸長:順行性トレーサーであるBDAを対側皮質に注入したのちに脳を摘出し, 蛍光免疫染色で定量を行う.

次年度使用額が生じた理由

(理由)
in vitroではsynapseの増生に関与する分泌因子としてTGF-β2, GluAなどが挙げられた。細胞移植療法でドナーの年齢に着目し、加齢に伴いヒト骨髄間葉系幹細胞は液性因子の分泌が減少することがわかった。これらの結果が出たため実験動物購入額や麻酔用ガスの使用を減らすことができた。その費用を次の研究計画で使用させて頂きたい。
(使用計画)
シナプス変化のメカニズム解明の実験に必要な実験動物ラット購入飼育、試薬(TTC, Cresylviolet)、麻酔用ガス(アイソフルレン、酸素、圧縮空気)、試薬 (一次抗体、二次抗体)などの購入に充てる。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017

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 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Assessment of veins in T2*-weighted MR angiography predicts infarct growth in hyperacute ischemic stroke.2018

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi S, Horie N, Morikawa M, Tateishi Y, Hiu T, Morofuji Y, Izumo T, Hayashi K, Matsuo T.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Age of donor of human mesenchymal stem cells affects structural and functional recovery after cell therapy following ischaemic stroke.2018

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi S, Horie N, Satoh K, Ishikawa T, Mori T, Maeda H, Fukuda Y, Ishizaka S, Hiu T, Morofuji Y, Izumo T, Nishida N, Matsuo T.
    • 雑誌名

      J Cereb Blood Flow Metab

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Surgical Management and Histology of Symptomatic Large Extracranial Internal Carotid Artery Aneurysms2017

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hiu, Tsuyoshi Izumo, Tsutomu Yoshioka, Shiro Baba, Hiroaki Yokoyama, Isao Shimokawa, Kazuhiko Suyama, Takayuki Matsuo, Izumi Nagata
    • 雑誌名

      Annals of Neurogenerative Disorders

      巻: 2(1) ページ: 1024

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Efficacy of Drip, Ship, Retrieve Method by Helicopter Transportation and Teleradiology for Acute Ischemic Stroke in Isolated Islands, Nagasaki Prefecture, Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hiu, Keisuke Ozono, Ichiro Kawahara, Chikaaki Nakamichi, Hiroshi Iwanaga, Kazuya Honda, Tomonori Ono, Ryujiro Ushijima, and Keisuke Tsutsumi
    • 学会等名
      13th International Conference on Cerebrovascular Surgery
    • 国際学会
  • [学会発表] 近年における高齢者破裂脳動脈瘤治療法選択の動向 -長崎くも膜下出血研究会データに基づく後方視的検討-2017

    • 著者名/発表者名
      日宇 健, 川原 一郎, 小野 智憲, 堤 圭介, 堀江 信貴, 出雲 剛, 林 健太郎, 北川 直毅, 陶山 一彦, 上之郷眞木雄, 松尾 孝之
    • 学会等名
      第33回 NPO法人 日本脳神経血管内治療学会学術総会
  • [学会発表] DOAC服用中に発症する脳内出血の臨床的特徴2017

    • 著者名/発表者名
      日宇 健, 大園 恵介, 川原 一郎, 本田 和也, 溝田 繁治, 小野 智憲, 牛島 隆二郎, 堤 圭介
    • 学会等名
      第60回 日本脳循環代謝学会

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公開日: 2018-12-17  

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