3D共培養における臍帯由来細胞の傷害ニューロン・ミクログリアへの遊走と被覆保護

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21K15618
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 向井 丈雄 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (60871324)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: ミクログリア / 貪食能 / 間葉系細胞 / 臍帯由来間葉系細胞 / ＲｈｏＧＴＰａｓｅ

研究実績の概要

マウス由来のニューロンとミクログリアをMACSにより磁気分離した後、単層あるいはハイドロゲル内で培養し、oxygen-glucose deprivation（OGD）による障害モデルを作成した。OGDで再現性のあるニューロン、ミクログリアの障害モデルが確立できず、LPSによる活性化型ミクログリアモデルを採用した。Lentivirus vectorを用いてGFP遺伝子を導入した数ロットの臍帯由来間葉系細胞（UC-MSC）と共培養を行った。生細胞タイムラプスイメージング装置により24時間共培養の観察、動線の追跡を行った。UC-MSCの動線に関しては有意ではなく、活性化型ミクログリアと単層培養で被覆する様子が観察された。細胞の形態変化に関して、細胞骨格を司るF-Actinを染色することでミクログリアの非活性化型（軸索突起状）／活性化型（アメーバ状）の形態変化を評価した。活性化ミクログリアの炎症性サイトカイン、NFκB pathwayがUC-MSCとの共培養により有意に低下し、低下した貪食能やアクチンダイナミクスがUC-MSC共培養により改善することを証明した。またこれら現象のメカニズムとしてPI3K/Akt-RhoGTPase pathwayの活性化が寄与していることを証明した。ミクログリアの活性化に関して脱分極を観察したがLPS活性化後のUC-MSC共培養群とコントロールで有意差はみられなかった。

研究成果

• [雑誌論文] Umbilical cord-derived mesenchymal stromal cell therapy to prevent the development of neurodevelopmental disorders related to low birth weight (2023)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Tsuji , Takeo Mukai , Yoshiaki Sato , Yasue Azuma , Saki Yamamoto , Florence Cayetanot , Laurence Bodineau , Atsuto Onoda , Tokiko Nagamura-Inoue , Jacques-Olivier Coq
  • 雑誌名: Scientific reports 巻: 13 ページ: 3841
  • DOI: 10.1038/s41598-023-30817-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cell Therapies for Autism Spectrum Disorder Based on New Pathophysiology: A Review (2023)
  • 著者名/発表者名: Makoto Nabetani , Takeo Mukai , Akihiko Taguchi
  • 雑誌名: Cell transplantation 巻: 32 ページ: 96368972311632
  • DOI: 10.1177/0963689723116321
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Preventing Brain Damage from Hypoxic Ischemic Encephalopathy in Neonates: Update on Mesenchymal Stromal Cells and Umbilical Cord Blood Cells (2022)
  • 著者名/発表者名: Makoto Nabetani , Takeo Mukai, Haruo Shintaku
  • 雑誌名: American journal of perinatology 巻: 39 ページ: 1754-1763
  • DOI: 10.1055/s-0041-1726451
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mesenchymal stromal cells: cell-based therapies for traumatic central nervous system injuries (2022)
  • 著者名/発表者名: Takeo Mukai, Kenshi Sei, Tokiko Nagamura-Inoue
  • 雑誌名: Journal of integrative neuroscienc 巻: 21 ページ: 44
  • DOI: 10.31083/j.jin2102044
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 新生児領域における幹細胞の臨床応用とその可能性 新生児脳障害に対する臍帯由来間葉系細胞の治療応用 (2022)
  • 著者名/発表者名: 向井丈雄
  • 学会等名: 第58回日本周産期・新生児医学会学術集会