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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Development of curative therapies for demyelinating diseases utilizing exosomes from vascular endothelial cells

Research Project

Project/Area Number 18H02522
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

石崎 泰樹  群馬大学, 大学院医学系研究科, 教授 (90183003)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywordsエクソソーム / オリゴデンドロサイト / 脱髄疾患 / 再髄鞘化 / iPS細胞 / 再生医療
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、これまでの研究成果を基盤に、脳微小血管内皮細胞(MVECs)移植により脱髄軸索の再髄鞘化が促進される分子機構を明らかにし、白質梗塞に伴う脱髄に対する治療戦略開発の基盤となる知見を獲得することを目的とする。さらに、他の脱髄疾患モデルを視野に入れ、この知見が白質梗塞のみならず脱髄疾患一般の治療戦略開発においても有効であるか否かを検証する。
①血管内皮細胞由来のオリゴデンドロサイト前駆細胞(OPCs )生存促進因子の同定
平成30年度の研究で、MVECs由来のエクソソーム中にOPCsの生存・増殖を促進することが知られているPDGFBが含まれているのを明らかにした。平成31(令和1)年度の研究では、PDGFBのエクソソームにおける局在を検討し、PDGFBの多くの部分がエクソソーム外表面にヘパラン硫酸プロテオグリカンを介して結合していることを、免疫電子顕微鏡法等で明らかにした。またエクソソームを培養OPCsに添加したときに見られる効果が、抗PDGFB中和抗体によって部分的に抑制されることも明らかにした。現在投稿準備中である。
②ヒトiPS細胞由来血管内皮細胞(iVECs)移植の白質梗塞モデルに及ぼす影響の検討
ヒトiPS細胞を血管内皮細胞に分化させることに成功し、この血管内皮細胞(iVECs)をラット白質梗塞モデルに移植したところ、梗塞巣が縮小し、梗塞巣内の脱髄軸索の再髄鞘化が促進され、歩行障害も改善された。このとき、OPCs数の増加、炎症反応の抑制、反応性アストログリアの増殖抑制も観察された。これらの成果はJournal of Neurochemistryに発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

血管内皮細胞由来エクソソームの外表面に、オリゴデンドロサイト前駆細胞の生存・増殖を促進するPDGFBがヘパラン硫酸プロテオグリカンを介して結合していることを明らかにすることができた。またヒトiPS細胞由来の血管内皮細胞(iVECs)移植がラット白質梗塞モデルで、梗塞巣の縮小、梗塞巣内の脱髄軸索の再髄鞘化促進、歩行障害の改善をもたらすことを明らかにし、この成果をJournal of Neurochemistryに発表することができた。

Strategy for Future Research Activity

1.ヒトiPS細胞由来内皮細胞(iVECs)移植が炎症反応を抑制する分子細胞基盤を明らかにする。
2.iVECs由来エクソソームを材料としてエクソソーム中に含まれるmicroRNAの機能解析を進める。
iVECsからはMVECsに比べて大量のエクソソームを調製することができるので、これまでのmicroRNA解析をiVECs由来エクソソームを材料として継続する。
3.iVECs移植及びiVECs由来エクソソーム投与が他の脱髄疾患モデルに及ぼす効果を検討する。
具体的にはリゾレシチン定位的注射による脱髄、実験的自己免疫性脳脊髄炎に及ぼすiVECs移植及びiVECs由来エクソソーム投与の効果を検討する。

Research Products

(10 results)

All 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Transplantation of iPS‐derived vascular endothelial cells improves white matter ischemic damage2020

    • Author(s)
      Xu Bin、Kurachi Masashi、Shimauchi‐Ohtaki Hiroya、Yoshimoto Yuhei、Ishizaki Yasuki
    • Journal Title

      Journal of Neurochemistry

      Volume: 153 Pages: 759~771

    • DOI

      10.1111/jnc.14949

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Deletion of Class II ADP-Ribosylation Factors in Mice Causes Tremor by the Nav1.6 Loss in Cerebellar Purkinje Cell Axon Initial Segments2019

    • Author(s)
      Hosoi Nobutake、Shibasaki Koji、Hosono Mayu、Konno Ayumu、Shinoda Yo、Kiyonari Hiroshi、Inoue Kenichi、Muramatsu Shin-ichi、Ishizaki Yasuki、Hirai Hirokazu、Furuichi Teiichi、Sadakata Tetsushi
    • Journal Title

      The Journal of Neuroscience

      Volume: 39 Pages: 6339~6353

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.2002-18.2019

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Temperature elevation in epileptogenic foci exacerbates epileptic discharge through TRPV4 activation2019

    • Author(s)
      Shibasaki Koji、Yamada Katsuya、Miwa Hideki、Yanagawa Yuchio、Suzuki Michiyasu、Tominaga Makoto、Ishizaki Yasuki
    • Journal Title

      Laboratory Investigation

      Volume: 100 Pages: 274~284

    • DOI

      10.1038/s41374-019-0335-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] TRPC5 regulates axonal outgrowth in developing retinal ganglion cells2019

    • Author(s)
      Oda Mai、Yamamoto Hanako、Matsumoto Hidetaka、Ishizaki Yasuki、Shibasaki Koji
    • Journal Title

      Laboratory Investigation

      Volume: 100 Pages: 297~310

    • DOI

      10.1038/s41374-019-0347-1

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Transplantation of iPS-derived vascular endothelial cells ameliorates white matter infarct2020

    • Author(s)
      Xu Bin, Kurachi Masashi, Shimauchi-Ohtaki Hiroya, Yoshimoto Yuhei, Ishizaki Yasuki
    • Organizer
      The 10th Conference of International Society of Radiation Neurobiology
  • [Presentation] The dynamics of revascularization after white matter infarction monitored in Flt1-tdsRed and Flk1-GFP mice.2019

    • Author(s)
      Shimauchi-Otaki Hiroya, Kurachi Masashi, Naruse Masae, Shibasaki Koji, Sugio Shouta, Matsumoto Ken, Ema Masatsugu, Yoshimoto Yuhei, Ishizaki Yasuki
    • Organizer
      The 29th International Symposium on Cerebral Blood Flow, Metabolism and Function
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A role for PDGF-B in the stimulatory effect of exosomes from cerebral microvascular endothelial cells on proliferation of oligodendrocyte precursor cells.2019

    • Author(s)
      Ishizaki Yasuki, Kurachi Masashi, Xu Bin, Matsuzaki Toshiyuki
    • Organizer
      The 14th European Meeting on Glial Cells in Health and Disease
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Calpain/calpastatin system plays a role for control of NPC survival via cleavage of Bax.2019

    • Author(s)
      Yamamoto Hanako, Kurachi Masashi, Shibasaki Koji, Naruse Masae, Ishizaki Yasuki
    • Organizer
      Neuro 2019(第42回日本神経科学大会・第62回日本神経化学会大会)
  • [Presentation] PDGF-B in the extracellular vesicles from brain microvascular endothelial cells promotes proliferation of oligodendrocyte precursor cells.2019

    • Author(s)
      Kurachi Masashi, Xu Bin, Osawa Sho, Matsuzaki Toshiyuki, Ishizaki Yasuki
    • Organizer
      Neuro 2019(第42回日本神経科学大会・第62回日本神経化学会大会)
  • [Presentation] Effect of transplantation of iPS-derived vascular endothelial cells on white matter infarct.2019

    • Author(s)
      Xu Bin, Kurachi Masashi, Shimauchi-Ohtaki Hiroya, Yoshimoto Yuhei, Ishizaki Yasuki
    • Organizer
      第92回日本生化学会大会

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Published: 2021-01-27  

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