脊髄損傷に対する骨髄幹細胞治療でダイナミックに再構築された神経回路の機能解析

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H03793
• 研究機関: 札幌医科大学
• 研究代表者: 佐々木 祐典 札幌医科大学, 医学部, 准教授 (20538136)
• 研究分担者: 廣田 亮介 札幌医科大学, 医学部, 助教 (10815434) ; 寺島 嘉紀 札幌医科大学, 医学部, 講師 (20438005) [辞退] ; 栗原 康太 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (20855803) ; 押切 勉 札幌医科大学, 医学部, 訪問研究員 (70754612) ; 岡 真一 札幌医科大学, その他部局等, 講師 (70789453) ; 佐々木 優子 札幌医科大学, 医学部, 助教 (80631142) ; 本望 修 札幌医科大学, 医学部, 教授 (90285007) [辞退] ; 横山 貴裕 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (60896116) ; 小原 尚 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (20919732)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 骨髄幹細胞

研究実績の概要

我々は脊髄損傷動物モデルに対する骨髄間葉系幹細胞(mesenchymal stem cells: MSC)の経静脈的投与による機能回復のメカニズムとして、“損傷局所”における神経保護作用、血液脊髄関門の安定化、損傷軸索のsproutingや、損傷軸索の再生、再有髄化、シナプス新生等が多段階的に作用することにより、運動機能の回復に貢献することを明らかにしてきた。これらのメカニズムに加えて、損傷周囲および脳における神経回路のダイナミックな再構築によって、“中枢神経系全域の再生・plasticityの賦活化”が惹起される、という治療メカニズムも強く寄与している可能性があるのではないか、という仮説を検証することを目的としている。
本研究では、実験的脊髄損傷に対するMSC治療後に惹起される損傷周囲および脳における神経回路の再構築を、順行性神経軸索トレーサーによる神経解剖学的トレーシング法、Ex vivo MRI Diffusion Tensor Tractography (DTT)などを駆使して、解明する予定である。特に、神経解剖学的解析においては、共焦点レーザー顕微鏡(Zeiss)、光シート顕微鏡（ミルテニーバイオテク）により画像を取得し、高精細3D/4D画像解析ソフトを用いた神経ファイバーのトレーシング、ヒートマップ解析等を行っている。これら一連の実験により、実験的脊髄損傷に対するMSC治療によってダイナミックに再構築された神経回路の解析を行うことが可能になると考えている。以上のように、補助金は適切に使用されている。

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

ラットを用いた実験的脊髄損傷モデルに対してMSC治療を行い、運動機能の改善が得られたラットの神経回路の変化を、 神経軸索トレーサーによる神経解剖学的解析などによる検討を行っているため。

今後の研究の推進方策

今後は、本年度までに行っている神経解剖学的解析に加えて、喪失した神経機能の回復に貢献する新たな治療メカニズムの解析などを継続して行う方針である。

研究成果

• [国際共同研究] Yale University(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Yale University
• [学会発表] 神経疾患に対する骨髄間葉系幹細胞による治療 (2021)
  • 著者名/発表者名: 佐々木祐典
  • 学会等名: 第41回日本脳神経外科コングレス総会
  • 招待講演
• [学会発表] 神経疾患に対する骨髄間葉系幹細胞による治療メカニズム (2021)
  • 著者名/発表者名: 佐々木祐典
  • 学会等名: 日本臨床麻酔学会 第41回大会
  • 招待講演