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骨髄間葉系幹細胞（MSC）の静脈内投与が、脳梗塞などによる脳障害を改善することが報告されているが、MSC による脳保護作用、特に、静脈内投与されたMSC が血液脳関門（BBB）を通過し脳傷害部位に集積するメカニズムについては不明のままである。そこで本研究では、インビトロBBBモデルと培養脳スライスを活用することにより、MSCのBBB通過機構と脳傷害部位集積機構を解明することを目的としている。平成23年度は、脳微小血管内皮細胞（BMEC）よりなるインビトロBBBモデルを用いて、MSCのBMEC層通過メカニズム解析のための実験系を構築した。さらに、MSCとBMECを蛍光標識することにより、MSCがBMEC層の細胞間隙を通過する「現場」をリアルタイムで捉えることに成功し、論文として報告した。一方、培養脳スライスを用いた脳傷害部位集積機構の解析系構築は当初計画通りには進まなかった。MSC-BMECリアルタイムイメージング系を活用し、種々の蛍光標識タンパク質および蛍光イメージングプローブタンパク質を用いることにより、MSCのBBB通過機構に関して先端的かつ独創的な研究成果が得られることが期待されたため、平成24年度の
研究では本イメージング系を用いたBBB通過機構の解析に焦点を絞り研究を進めた。蛍光タンパク質で標識したクロージン-５とカルシウムイメージング用蛍光プローブ分子を用いて、MSC通過中のBMECでのタイトジャンクション分子動態と細胞内カルシウム動態をリアルタイム観察するための実験系構築に取り組み、それらタンパク質をBMECに共発現させリアルタイムイメージングを行う実験系の構築に成功した。
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