出生直後からの先制医療を目指した、羊水幹細胞による難治性早産合併症の治療法開発

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H04236
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 田中 守 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (20207145)
• 研究分担者: 升田 博隆 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (80317198) ; 落合 大吾 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (80348713)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 未熟児医学 / 再生医療

研究実績の概要

本年度は第１に、成熟児の低酸素性虚血性脳症(hypoxic-ischemic encephalopathy: HIE)モデルマウスに対するト羊水幹細胞（human amniotic fluid stem cell: hAFS)の治療効果について、世界に先駆けて英文誌上で論文発表を行った。
周産期脳障害の主要因は、HIEと早産脳障害であることが知られているが、早産脳障害は主に発達途上の脳神経系細胞が感染・炎症や低酸素等により障害を受け、不可逆性の障害へと進行することが知られている。
このため、本年度は第２に、hAFSの早産脳障害のモデルとしてリポポリサッカライド(LPS)誘発性新生仔敗血症モデルラットを用いてhAFSの治療効果を検討した。具体的には、生後3日目のSDラットを用いてLPS誘発性新生仔敗血症モデルラットを作成し、hAFSを腹腔内投与し治療効果を検討した。その結果、非治療群では生存率が約50%であったが、治療群では約80%の生存率に有意に上昇した。また、脳神経系細胞の炎症変化をはじめ全身臓器(脳、肺、肝臓、腎臓)の炎症性障害を有意に軽減することを見出した。
脳性麻痺の主要因は、HIEと早産脳障害であるが、一旦脳性麻痺へと進行すると根本的な治療法が存在しない。しかし、本年度の研究成果として、HIEと早産脳障害を模倣した２つの動物モデルにおいてhAFSの治療効果を世界に先駆けて明らかにした。臨床的に、「脳性麻痺の発症リスクが高い妊婦を選別し、その羊水を採取し、分娩までにhAFSを分離・培養・調整しておき、出生直後の新生児に自己羊水由来のhAFS移植治療を行う」といった治療計画が考えられるが、本年度の研究成果はそのコンセプトを動物実験において示したものであり、上記の臨床応用に向けた大きな前進であると考える。

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

脳性麻痺の主要因は、HIEと早産脳障害であることが知られているが根本的な治療法が存在しない。しかし、本年度の研究成果として、HIEと早産脳障害を模倣した２つの動物モデルにおいてヒト羊水幹細胞(human amniotic fluid stem cell:hAFS)の治療効果を世界に先駆けて明らかにした。
臨床的には、「脳性麻痺の発症リスクが高い妊婦を選別し、その羊水を採取し、分娩までにhAFSを分離・培養・調整しておき，出生直後の新生児に自己羊水由来のhAFS移植治療を行う」といった治療計画が立案されるが、本年度の研究成果はその治療コンセプトを動物実験において示したものであると考える。

今後の研究の推進方策

本年度は第１に、てLPS誘発性新生仔敗血症モデルラットに対するヒト羊水幹細胞(human amniotic fluid stem cell:hAFS)の治療効果について、全身臓器(脳、肺、肝臓、腎臓)の病理組織像の解析や、治療のメカニズムについて免疫学的な観点を中心に検討を行う計画とする。さらに、長期生存したLPS誘発性新生仔敗血症モデルラットを用いて、治療群、非治療群の間で、運動能や認知能など の表現系の差異について検討する。
本研究課題は、当初、脳障害のほかにも、新生児慢性肺疾患と壊死性腸炎への治療効果検討を計画していたが、予想より早く周産期脳障害への治療コンセプトを動物実験において示すことができたため、周産期脳障害を適応とした自己羊水由来のhAFS治療を早期に臨床応用すべき必要性が生じてきた。このため、研究計画の一部を変更し、早期の臨床応用への橋渡しとして、アニマルフリーな環境でのhAFS細胞培養、間葉系幹細胞マーカーを用いた幹細胞分離、について検討を行う計画としたい。

研究成果

• [雑誌論文] National survey of uterine rupture in Japan: Annual report of Perinatology Committee, Japan Society of Obstetrics and Gynecology, 2018. (2019)
  • 著者名/発表者名: Makino S, Takeda S, Kondoh E, Kawai K, Takeda J, Matsubara S, Itakura A, Sago H, Tanigaki S, Tanaka M, Ikeda T, Kanayama N.
  • 雑誌名: J Obstet Gynaecol Res. 巻: 45 ページ: 763-765
  • DOI: 10.1111/jog.13924. Epub 2019 Mar 10.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinctive subpopulations of the intestinal microbiota are present in women with unexplained chronic anovulation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Sasaki H, Kawamura K, Kawamura T, Odamaki T, Katsumata N, Xiao JZ, Suzuki N, Tanaka M.
  • 雑誌名: Reprod Biomed Online. 巻: 38 ページ: 570-578
  • DOI: 10.1016/j.rbmo.2018.12.026. Epub 2018 Dec 22.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The orientation of a decellularized uterine scaffold determines the tissue topology and architecture of the regenerated uterus in rats. (2019)
  • 著者名/発表者名: Miki F, Maruyama T, Miyazaki K, Takao T, Yoshimasa Y, Katakura S, Hihara H, Uchida S, Masuda H, Uchida H, Nagai T, Shibata S, Tanaka M.
  • 雑誌名: Biol Reprod. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: doi: 10.1093/biolre/ioz004. [Epub ahead of print]
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human amniotic fluid stem cells have a unique potential to accelerate cutaneous wound healing with reduced fibrotic scarring like a fetus. (2019)
  • 著者名/発表者名: Fukutake M, Ochiai D, Masuda H, Abe Y, Sato Y, Otani T, Sakai S, Aramaki-Hattori N, Shimoda M, Matsumoto T, Miyakoshi K, Kanai Y, Kishi K, Tanaka M.
  • 雑誌名: Hum Cell. 巻: 32 ページ: 51-63
  • DOI: 10.1007/s13577-018-0222-1. Epub 2018 Dec 1.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Membrane protein CD9 is repositioned and released to enhance uterine function. (2019)
  • 著者名/発表者名: Iwai M, Hamatani T, Nakamura A, Kawano N, Kanai S, Kang W, Yoshii N, Odawara Y, Yamada M, Miyamoto Y, Saito T, Saito H, Miyado M, Umezawa A, Miyado K, Tanaka M.
  • 雑誌名: Lab Invest. 巻: 99 ページ: 200-209
  • DOI: 10.1038/s41374-018-0145-1. Epub 2018 Nov 6.
  • 査読あり
• [雑誌論文] The neurorestorative effect of human amniotic fluid stem cells on the chronic phase of neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy in mice. (2019)
  • 著者名/発表者名: Otani T, Ochiai D, Masuda H, Abe Y, Fukutake M, Matsumoto T, Miyakoshi K, Tanaka M.
  • 雑誌名: Pediatr Res. 巻: 85 ページ: 97-104
  • DOI: 10.1038/s41390-018-0131-8. Epub 2018 Aug 10.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Safe and easy technique for the laparoscopic application of Seprafilm in gynecologic surgery. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ota K, Sato K, Ogasawara J, Takahashi T, Mizunuma H, Tanaka M.
  • 雑誌名: Asian J Endosc Surg. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1111/ases.12621. [Epub ahead of print]
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impaired fetal growth in mothers with inadequate gestational weight gain: a retrospective study in Japanese uncomplicated pregnancy. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ikenoue S, Miyakoshi K, Kasuga Y, Ochiai D, Matsumoto T, Tanaka M.
  • 雑誌名: J Matern Fetal Neonatal Med. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1080/14767058.2018.1545835.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemotactic behavior of egg mitochondria in response to sperm fusion in mice. (2018)
  • 著者名/発表者名: Iwai M, Harada Y, Miyabayashi R, Kang W, Nakamura A, Kawano N, Miyamoto Y, Yamada M, Hamatani T, Miyado M, Yoshida K, Saito H, Tanaka M, Umezawa A, Miyado K.
  • 雑誌名: Heliyon. 巻: 16 ページ: ー
  • DOI: 10.1016/j.heliyon.2018.e00944. eCollection 2018 Nov.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lower serum total bilirubin concentration is associated with higher prevalence of gestational diabetes mellitus in Japanese pregnant women. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishimura T, Tanaka M, Saisho Y, Miyakoshi K, Tanaka M, Itoh H.
  • 雑誌名: Endocr J. 巻: 65 ページ: 1199-1208
  • DOI: 10.1507/endocrj.EJ17-0533. Epub 2018 Oct 10.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical and genetic characteristics of abnormal glucose tolerance in Japanese women in the first year after gestational diabetes mellitus. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kasuga Y, Miyakoshi K, Tajima A, Saisho Y, Ikenoue S, Ochiai D, Matsumoto T, Arata N, Hata K, Tanaka M.
  • 雑誌名: J Diabetes Investig. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1111/jdi.12935. [Epub ahead of print]
  • 査読あり
• [雑誌論文] Degradation of phosphate polymer polyP enhances lactic fermentation in mice. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakamura A, Kawano N, Motomura K, Kuroda A, Sekiguchi K, Miyado M, Kang W, Miyamoto Y, Hanai M, Iwai M, Yamada M, Hamatani T, Saito T, Saito H, Tanaka M, Umezawa A, Miyado K.
  • 雑誌名: Genes Cells. 巻: 23 ページ: 904-914
  • DOI: 10.1111/gtc.12639. Epub 2018 Oct 1.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human Amniotic Fluid Stem Cells: Therapeutic Potential for Perinatal Patients with Intractable Neurological Disease. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ochiai D, Masuda H, Abe Y, Otani T, Fukutake M, Matsumoto T, Miyakoshi K, Tanaka M.
  • 雑誌名: Keio J Med. 巻: 67 ページ: 57-66
  • DOI: 10.2302/kjm.2017-0019-IR. Epub 2018 Mar 6.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Association of Maternal Factors with Perinatal Complications in Pregnancies Complicated with Diabetes: A Single-Center Retrospective Analysis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Endo S, Saisho Y, Miyakoshi K, Ochiai D, Matsumoto T, Kawano Y, Mitsuishi M, Irie J, Tanaka M, Meguro S, Tanaka M, Itoh H.
  • 雑誌名: J Clin Med. 巻: 7 ページ: ー
  • DOI: 10.3390/jcm7010005.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Retrospective multicenter study of leaving the placenta in situ for patients with placenta previa on a cesarean scar. (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyakoshi K, Otani T, Kondoh E, Makino S, Tanaka M, Takeda S; Perinatal Research Network Group in Japan..
  • 雑誌名: Int J Gynaecol Obstet. 巻: 140 ページ: 345-351
  • DOI: 10.1002/ijgo.12397.
  • 査読あり
• [雑誌論文] 羊水幹細胞を用いた胎児治療（現状と将来像） (2018)
  • 著者名/発表者名: 落合大吾, 田中 守
  • 雑誌名: 産科と婦人科 巻: 85 ページ: 1085-1088
  • 査読あり
• [雑誌論文] 妊娠中の母体体重増加不良と出生体重に関する後方視的検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 池ノ上 学, 宮越 敬, 佐藤 佑, 秋葉 洋平, 大谷 利光, 福武 麻里絵, 春日 義史, 落合 大吾, 松本 直, 田中 守
  • 雑誌名: 糖尿病と妊娠 巻: 18 ページ: S86-S88
  • 査読あり
• [雑誌論文] 多胎妊娠と糖代謝異常より良い管理を目指して 双胎妊娠における妊娠糖尿病の糖代謝異常重症度に関する検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 秋葉 洋平, 宮越 敬, 税所 芳史, 佐藤 佑, 池ノ上 学, 落合 大吾, 松本 直, 田中 守
  • 雑誌名: 糖尿病と妊娠 巻: 18 ページ: S46-S48
  • 査読あり
• [雑誌論文] 妊娠糖尿病管理中の低カリウム性四肢麻痺を契機に検出されたCushing症候群合併妊娠の1例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高橋 美央, 秋葉 洋平, 宮越 敬, 安康 真由香, 今枝 慶蓉, 落合 大吾, 松本 直, 田中 守, 青木 大輔
  • 雑誌名: 東京産科婦人科学会会誌 巻: 67 ページ: 280-283
  • 査読あり
• [学会発表] A POTENTIAL THERAPY FOR FETAL MYELOMENINGOCELE BY HUMAN AMNIOTIC FLUID STEM CELLS. (2018)
  • 著者名/発表者名: Abe Y, Ochiai D, Masuda H, Sato Y, Otani T, Fukutake M, Tanaka M
  • 学会等名: International Society for Stem Cell Research (ISSCR 2018)
  • 国際学会
• [学会発表] The therapeutic potential of human amniotic fluid stem cells on the chronic phase of neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy in mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Otani T, Ochiai D, Masuda H, Fukutake M, Sato Y, Ikenoue S, Miyakoshi K, Tanaka M
  • 学会等名: 8th Korea-Taiwan-Japan Symposium on Maternal-Fetal Medicine
  • 国際学会
• [学会発表] THE THERAPEUTIC EFFECTS OF HUMAN AMNIOTIC FLUID STEM CELLS ON THE CHRONIC PHASE OF NEONATAL HYPOXIC-ISCHEMIC ENCEPHALOPATHY (2018)
  • 著者名/発表者名: Otani T, Ochiai D, Masuda H, Fukutake M, Sato Y, Ikenoue S, Miyakoshi K, Tanaka M
  • 学会等名: 20th Congress of the Federation of Asia and Oceania Perinatal Societies (FAOPS 2018)
  • 国際学会
• [学会発表] A NOVEL STRATEGY TO TREAT FETAL MYELOMENINGOCELE USING HUMAN AMNIOTIC FLUID STEM CELLS (2018)
  • 著者名/発表者名: Sato Y, Ochiai D, Abe Y, OtaniT, Fukutake M, Ikenoue S, Masuda H, Miyakoshi K, Tanaka M
  • 学会等名: 20th Congress of the Federation of Asia and Oceania Perinatal Societies (FAOPS 2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Pregnancy Outcomes After Abdominal Radical Trachelectomy for Early-Stage Cervical Cancer (2018)
  • 著者名/発表者名: Ochiai D, Tanaka M
  • 学会等名: 2018 Kangwon-Keio International symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Human Amniotic Fluid Stem Cells: Therapeutic Potential for Perinatal Patients with Intractable Neurological Disease (2018)
  • 著者名/発表者名: Sato Y, Tanaka M
  • 学会等名: 2018 Kangwon-Keio International symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ラット胎仔脊髄髄膜瘤モデルを使用したヒト羊水幹細胞の羊水腔内注入による胎児治療効果について (2018)
  • 著者名/発表者名: 阿部雄志, 落合大吾, 大谷利光, 福武麻里絵, 佐藤 佑, 秋葉洋平, 松本 直, 升田博隆, 宮越 敬, 田中 守, 青木大輔
  • 学会等名: 第70回 日本産科婦人科学会
• [学会発表] 新生仔低酸素虚血性脳症モデルマウスに対するヒト羊水幹細胞鼻腔内投与の治療効果に関する検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大谷利光, 落合大吾, 阿部雄志, 福武 麻里絵, 佐藤 佑, 秋葉洋平, 松本 直, 升田博隆, 宮越 敬, 田中 守, 青木大輔
  • 学会等名: 第70回 日本産科婦人科学会
• [学会発表] 新生仔低酸素虚血性脳症モデルマウスに対するヒト羊水幹細胞投与の治療効果に関する検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大谷利光, 落合大吾, 佐藤 佑, 福武 麻里絵, 松本 直, 宮越 敬, 田中 守
  • 学会等名: 第54回 日本周産期・新生児医学会