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脊髄損傷により生じた麻痺の改善のためには、切断された軸索が再度伸長し、遠位側の神経細胞と連絡を取るべくシナプスを形成し、失われた神経回路が再構築される必要がある。これまで損傷脊髄の再生を促すために様々な種類の幹細胞が細胞移植ソースとして使用されてきたが、中枢神経の発生において脳と脊髄は早い段階で神経管の異なる細胞から発生すること、さらに中枢神経の部位特異的な幹細胞を移植することが機能改善に有利であることから、脊髄損傷慢性期の損傷中心部に脊髄オルガノイドを移植し、グリア瘢痕周囲を正常脊髄に類似した環境として脊髄組織再生が促進されるかを検証することを本研究の目的とした。
研究で使用する脊髄オルガノイドが脊髄領域に相当する領域特異性を示していることを脊髄マーカーであるHoxc8、Hoxc10を発現していることで確認した。tdTomato陽性ES細胞から脊髄オルガノイドを作成し、脊髄損傷後6週経過したCol1a2-GFPマウスの脊髄損傷中心部の線維性瘢痕のみを選択的に除去した部位に充填するように移植したところ、移植後4週経過時の組織学的評価にて、移植したオルガノイドは損傷部に生着していた。
慢性期脊髄損傷部に脊髄オルガノイドを移植することによって、損傷周囲部の瘢痕は軽減し、損傷部組織の炎症反応の抑制を認め、さらに神経栄養因子やpresynaptic markerの発現が有意に高くなっていることが確認できた。この結果は、損傷脊髄に脊髄オルガノイドを移植することが損傷部の再生やシナプス形成を促進する作用を有している可能性を示唆している。
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