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2019 年度 実施状況報告書

新規バイオマテリアルを用いた脊髄損傷治療の可能性-細胞外環境操作と炎症制御解析-

研究課題

研究課題/領域番号 17K10949
研究機関愛知医科大学

研究代表者

武内 恒成  愛知医科大学, 医学部, 教授 (90206946)

研究分担者 玉田 靖  信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (70370666)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード再生医療 / コンドロイチン硫酸 / 脊髄損傷 / 神経再生 / 核酸医薬
研究実績の概要

中枢神経の損傷および脊髄損傷後に対しては、未だ根本治療法がない。我々は困難とされてきたこれら神経再生に向けて、神経再生阻害因子を制御することを中心とした治療方向性を検討している。脊髄損傷後など中枢神経系での外的障害モデルでは、神経軸索の再生を阻害するコンドロイチン硫酸(CS)の発現が最大のバリアーとなる。我々は、新しい遺伝子治療とバイオマテリアルを用いてこの阻害因子CS発現を抑制することによる再生環境解析とともに、応用に向けた研究を推進してきた。18年度まではCSがいかに生体組織の炎症系の制御を行っているかという大きな課題を明確化し、本年度には核酸医薬の絞り込みに成功し、この核酸医薬のデリバリーの臨床応用を目指したメカニズム解明と方法論の確立進めた。
1)CS発現抑制による生理機能と核酸医薬:CS発現を抑えることで、コラーゲンの配向と発現制御に関わっていた。つまりCS発現は炎症の後に続く組織線維化にも重要であること、さらには生体内の炎症性そのものにも関わることを見出している。CSにサイトカインがトラップされることで生体内の局所の炎症制御に関わることが明らかとなった(論文投稿中)。
2)CS合成阻害のための核酸医薬のDDS解析:これまでフィブロインスポンジを徐放剤として用いたsiRNA投与にて、炎症領域特異的に蛍光標識核酸医薬がデリバリーされることも確認し、炎症におけるCS制御機構を検討してきた。新たに得られた新世代核酸医薬でのDDS効果を検討したところ、脊髄損傷において主に損傷炎症部に集まるマクロファージやアストロサイトに特異的に核酸医薬が取り込まれ、組織部位特異的に核酸医薬がデリバリーされた。機能するべき細胞で働くことを示し容易かつ安全性にも優れ応用展開に近づく。実際に脊髄損傷マウスモデルにて遠位(馬尾部など)への投与によっても、生理機能回復へ繋げられることが明確となった。

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

当初計画であったCS発現と再生環境の相関についてはほぼ網羅して解析を行うことができた。また治療方向性に向けては、さまざまな基礎解析を踏まえて臨床に近づけるレベルに引き上げることができ、核酸医薬の効果と機能、安全性について確認を行うことができた。バイオマテリアルについては解析が一部止まっているものの、それに頼らないシステム構築が出来、想定以上の効果を上げることができている。

今後の研究の推進方策

神経再生環境を整え、他の治療方向性である細胞移植や他剤との併用などについて検討を加える。とくにマテリアル関係では特許化と論文化を急ぐ。

次年度使用額が生じた理由

現在、当該研究における材料系の解析を継続していることと、論文の最終とりまとめがあるため次年度使用とし、継続を進めている。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] EMBL(ヨーロッパ分子科学連合)/DZNE(ドイツ神経変性センター)/Max Planck Institute(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      EMBL(ヨーロッパ分子科学連合)/DZNE(ドイツ神経変性センター)/Max Planck Institute
    • 他の機関数
      2
  • [雑誌論文] Craniofacial abnormality with skeletal dysplasia in mice lacking chondroitin sulfate N-acetylgalactosaminyltransferase-1.2019

    • 著者名/発表者名
      da-Yonemochi H, Morita W, Sugiura N, Kawakami R, Morioka Y, Takeuchi Y, Sato T, Shibata S, Watanabe H, Imamura T, Igarashi M, Ohshima H, Takeuchi K.
    • 雑誌名

      Sci Rep. 2018 Nov 20;8(1)

      巻: 8(1) ページ: 17134

    • DOI

      10.1038/s41598-018-35412-5.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Isozyme-Specific Role of SAD-A in Neuronal Migration During Development of Cerebral Cortex.2019

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi K, Niida H, Tabata H, Ito T, Hori Y, Hattori M, Johmura Y, Yamada C, Ueda T, Takeuchi K, Yamada K, Nagata KI, Wakamatsu N, Kishi M, Pan YA, Ugawa S, Shimada S, Sanes JR, Higashi Y, Nakanishi M.
    • 雑誌名

      Cereb Cortex.

      巻: 29(9) ページ: 3738-3751

    • DOI

      10.1093/cercor/bhy253.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Growth Cone Phosphoproteomics Reveals that GAP-43 Phosphorylated by JNK Is a Marker of Axon Growth and Regeneration.2019

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki A, Okada M, Tamada A, Okuda S, Nozumi M, Ito Y, Kobayashi D, Yamasaki T, Yokoyama R, Shibata T, Nishina H, Yoshida Y, Fujii Y, Takeuchi K,
    • 雑誌名

      iScience. 2

      巻: 4 ページ: 190-203.

    • DOI

      10.1016/j.isci.2018.05.019.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 核酸医薬による中枢神経損傷への治療展開ー脊髄損傷治療に向けてのドラッグスクリーニングとその応用ー2019

    • 著者名/発表者名
      武内恒成、笹倉寛之、笠原勇矢、小比賀聡
    • 学会等名
      日本分子生物学会
  • [学会発表] Neuronal functions with Chondriotin sulfate enhancement by pyroloquinoline quinone and polyphenols.2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sasakura, Kosei Takeuchi
    • 学会等名
      日本分子生物学会
  • [学会発表] ヒト初代培養細胞へのTERT遺伝子導入による増殖期間の延長効果2019

    • 著者名/発表者名
      池野正史、鈴木伸卓、武内恒成
    • 学会等名
      日本分子生物学会
  • [産業財産権] 人工興奮性シナプスコネクタとその脊髄損傷処置への使用2020

    • 発明者名
      鈴木邦道、武内恒成、柚崎通介
    • 権利者名
      鈴木邦道、武内恒成、柚崎通介
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2019-002879

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公開日: 2021-01-27  

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