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2017 年度 実績報告書

脊髄損傷後の新規再生治療法の開発:大脳損傷メカニズムの解明と骨髄細胞を用いた修復

研究課題

研究課題/領域番号 17H04358
研究機関滋賀医科大学

研究代表者

鈴木 義久  滋賀医科大学, 医学部, 特任教授 (30243025)

研究分担者 小島 秀人  滋賀医科大学, 医学部, 教授 (00225434)
石川 奈美子  公益財団法人田附興風会, 医学研究所 第5研究部, 主任研究員 (00462276)
寺島 智也  滋賀医科大学, 医学部, 准教授 (40378485)
岡野 純子  滋賀医科大学, 医学部, 准教授 (50447968)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード脊髄損傷 / 大脳損傷 / 骨髄細胞
研究実績の概要

脊髄損傷に対して、脊髄だけでなく大脳レベルでの障害を考慮に入れた新規治療法の開発を目的とする。本年度は研究の糸口となった脊髄損傷時に脳内に移行し、運動ならびに知覚支配領域における骨髄由来細胞の挙動について研究を進めた。全身に緑色蛍光色素(GFP)を発現するマウス(GFPマウス)より骨髄を得て、それを同系統正常マウスに骨髄移植した。脊髄損傷作製装置(インパクター)を用いて脊髄Th9-8レベルにおいて損傷を加え、非損傷マウスと比較して、脊髄損傷に伴う運動能の変化ならびに骨髄由来のGFPを発現する細胞の分布を経時的に観察した。当初、インパクターによる安定した脊髄損傷の作成に時間を要したが、これは改善した。損傷マウスでは後肢の運動機能をBMS score で観察したところ、損傷後1日目より有意に低下し、観察28日目まで持続した。一方、トレッドミルによる観察では損傷後1日目に障害が見られ、7日目まで持続したが、14日目には自然回復傾向を示した。そこで、明らかな障害を示した7日目における脳の組織学的な解析を行ったところ、骨髄由来と考えられるGFP陽性細胞は脳内における脊髄損傷部位と反対測の運動ならびに知覚支配領域を中心に広範な分布が見られた。また、GFP陽性細胞はIba1ならびにRCA1の陽性反応を示し、骨髄由来のミクログリアと考えられた。このことから脳内の責任病巣には脊髄損傷にともない明らかな炎症反応が起こっていることが示唆された。そこで、脊髄損傷に伴う支配領域の知覚ならびに運動ニューロンの障害に対しこのGFP陽性細胞がどのような役割を持っているのかを明らかにするために、脳内のGFP陽性細胞をLCM装置を用いて採取し、遺伝子発現状態の解析に着手した。今後、脳のニューロンに対しGFP陽性ミクログリアが攻撃側(M1ミクログリア)か、修復側(M2ミクログリア)かを明らかにしてゆきたい。

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

インパクターを用いた安定した脊髄損傷モデルの作成に時間と労を要したが、解決した。
BMS scoreとトレッドミルによる評価に乖離が生じた。一般的にげっ歯類の脊髄損傷モデルはヒトより自然回復する傾向にあり、同様な負荷を与えても症状を再現することが難しい。最初はこの乖離を埋めるべく条件検討を行ったが、困難を極めたため、両者に症状が出る受傷後7日目で統一して解析することで解決した。
また、GFPマウスを安定して繁殖させるのが一時期困難になり、骨髄移植マウスを作成できない時期があった。これは繁殖にホモ同士を使用していたためで、野生型を導入してから安定してmatingできるようになり、実験が続けられるようになっている。

今後の研究の推進方策

今後は脳内のGFP陽性細胞をLCM装置を用いて採取する予定であるが、凍結切片を作成時に使用するエタノールが気がかりである。エタノールは、GFP発光を著明に減退させてしまうからである。今考えている対策としては、エタノールの代わりにイソプロパノールを使用する方法である。純度の高いGFP陽性細胞を採取したいので、注意深く条件検討したいと考えている。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Effects of multiple injection of bone marrow mononuclear cells on spinal cord injury of rats2017

    • 著者名/発表者名
      Kagekiyo K, Nakano N, Humma T, Suzuki Y et al.
    • 雑誌名

      Journal of Neurotrauma

      巻: 34 ページ: 3003-3011

    • DOI

      10.1089/neu.2016.4841

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of intrathecal injection of the conditioned medium of bone marrow stromal cells on spinal cord injury of rats2017

    • 著者名/発表者名
      Kagekiyo K, Wakabayashi T, Nakano N, Suzuki Y et al.
    • 雑誌名

      Journal of Neurotrauma

      巻: 35 ページ: 521-532

    • DOI

      10.1089/neu.2017.5201.

    • 査読あり
  • [学会発表] 脊髄損傷の自家骨髄由来細胞を用いた治療法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木義久、石川奈美子、井出千束、岡野純子、小島秀人、寺島智也ら
    • 学会等名
      日本再生医療学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] SCF刺激によるマウス初代培養ミクログリア細胞の細胞保護型への誘導2017

    • 著者名/発表者名
      寺島智也、小橋修平、岡野純子、鈴木義久、小島秀人ら
    • 学会等名
      日本再生医療学会総会
  • [学会発表] 糖尿病表皮の機能・分化異常は血糖コントロールにより治療可能である2017

    • 著者名/発表者名
      岡野純子、鈴木義久、樫美和子、小島秀人ら
    • 学会等名
      日本再生医療学会総会
  • [学会発表] 傷害された表皮に遊走する骨髄細胞の解析2017

    • 著者名/発表者名
      中江由希、岡野純子、樫美和子、寺島智也、鈴木義久、小島秀人
    • 学会等名
      日本再生医療学会総会
  • [学会発表] 自家骨髄由来細胞移植による脊髄損傷再生治療2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木義久、石川奈美子、岡野純子、武田耕司、井出千束ら
    • 学会等名
      日本形成外科学会総会
  • [学会発表] 管状構造でないゲル状の人工神経材料によるヒト指神経の再建2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木義久、石川奈美子、岡野純子、武田耕司、井出千束ら
    • 学会等名
      日本形成外科学会総会

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公開日: 2019-12-27  

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