| 研究課題/領域番号 |
26293335
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
平田 仁 名古屋大学, 予防早期医療創成センター, 教授 (80173243)
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| 研究分担者 |
下田 真吾 国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 連携ユニットリーダー (20415186)
栗本 秀 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (70597856)
山本 美知郎 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (90528829)
岩月 克之 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (90635567)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 再生医療 / iPS細胞 / 運動ニューロン疾患 / 神経新生 / 神経節形成 / 人工知能 |
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| 研究実績の概要 |
神経幹細胞移植により末梢神経内に異所性神経節を誘導し、これを機能的電気刺激（FES)を介して人工知能により制御することで運動ニューロン疾患患者の生命を維持するだけではなく、運動機能全般を改善する治療技術の開発を行った。神経幹細胞のソースとしては胎児神経幹細胞を始めに用い、末梢神経節内に脊髄と同様の３次元構造と構成細胞を有する中枢神経組織（異所性神経節）が形成されることを確認し、異所性神経節由来細胞の軸索が骨格筋を再支配し、神経筋接合部を再支配できることを組織学・電気生理学的に確認した。これと並行して愛知医科大学神経内科学教室の技術協力によりヒトiPS細胞から神経系幹細胞を誘導し、これを齧歯類末梢神経内に移植することで、胎児由来神経細胞と同様の異所性神経節を形成し、麻痺筋内の骨格筋を再支配できることを同様に組織学的・電気生理学的に確認をしている。これらの結果を受けて次に、ミニブタモデルを用いて横隔神経麻痺モデルを作り、齧歯類と同様に末梢神経内にヒト由来神経幹細胞移植を実施し、形成された異所性神経節を機能的電気刺激により制御して呼吸麻痺の改善を確認する研究に着手している。免疫抑制のプロトコールなどに課題があり、現時点では移植後1ヶ月までの神経細胞の生存のみ確保できている状況だが、軸索伸長や神経筋接合部再支配は齧歯類と同様に可能なことがこれまでに確認された。下田と平田は制御用のFESの開発を行った。四肢切断患者を対象に人工知能tacit learningを活用して四肢運動制御用システムを構築し、患者の意図をくみ取り、患者にとって最も合理的な動作を創発できることを実証した。これまでに前腕切断患者9名を対象に倫理委員会の承認を得て他自由度筋電義手を用いて有用性の検証を行った。その結果、短時間の機械学習により患者の動作を解析して患者の意図に沿った制御を実現できることを確認した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 次年度使用額の使用計画 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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