Isolation and Preclinical Application of Hemangioblast-like cells

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K07540
• Research Institution: Hyogo Medical University
• Principal Investigator: 松山 知弘 兵庫医科大学, 医学部, 特別招聘教授 (10219529)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中込 隆之 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (80434950)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ヘマンジオブラスト / ペリサイト / 骨髄 / 脳梗塞 / 血管新生

Outline of Annual Research Achievements

脳梗塞後遺症の再生治療法を確立するため、本年度では、 1. マウス Hemangioblast-like cell (HLC) の特性の解析と、本細胞の 増殖法やペリサイトや内皮細胞など血管細胞への特異的分化誘導法の確立、2. ヒトHLC の同定・抽出、3. 脳卒中の細胞移植治療の前臨床試験を行う目的で、マウスHemangioblast-like cell の脳梗塞マウスへの投与を行った。
その結果、HLCはCD45hi/CD44+ 分画 (HLC:CD45hi) と、CD45lo/CD44-分画 (HLC:CD45lo)、そして接着細胞であるHLC:DISHに分類され、HLC:CD45loは、in vitro および移植皮下組織においても血管内皮細胞と血管周皮細胞に分化することが示唆された。特に皮下組織においては管腔構造を呈する血管様のネットワークを構築しており、生体組織において血管新生に関与することが強く示唆された。一方、移植されたHLC:DISHの一部はCD31陽性、PDGFRbeta陽性を示す細胞も存在したが、多くは繊維芽細胞様の形態を示していた。ヒト-HLCに関しては、脳梗塞患者骨髄の入手に手間取っているため、ヒト臍帯血からの抽出同定を試みる予定である。中大脳動脈を閉塞した脳梗塞 (MCO) マウスに、HLC:CD45lo (MCAO-HLC群)　およびVehicle (PBS) （MCAO-Vehi群）を脳梗塞作製後 7日目に静脈内投与し、行動テスト（オープンフィールド、高架式十字迷路、ワイアハングテスト、ホットプレートテスト、Y字型迷路、水迷路学習、受動的回避学習、強制水泳テスト、尾懸垂テスト、オープンスペース水泳テスト）を施行した。その結果、HLC:CD45lo に脳梗塞後神経障害の改善効果があることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

研究計画では、１）マウス HLC の特性（遺伝子プロファイルや分化能）解析と、本細胞の増殖法やペリサイトや内皮細胞など血管細胞への特異的分化誘導法の確立、２）ヒト HLC (h-HLC) の同定・抽出、３）脳梗塞マウスを用いたHLC 移植治療の前臨床試験、が目標であるが、２）に関しては脳梗塞患者骨髄の入手に手間取り、年度内の試験施行は難しい状況にある。ヒト組織からのHLCの抽出同定が完了すれば目的はほぼ達成できると思われる。

Strategy for Future Research Activity

HLCのうち、機能的にはHLC:CD45lo がtube formation/血管新生に関与する可能性が高いことが示唆された。遺伝子解析で、その基本性格は『活性化された細胞』であり、Hematopoietic potential を持った造血幹細胞と、間葉系・内皮細胞系の Common precursorであるMesenchymoangioblast の特性を併せ持つことがわかった。HLC:CD45loの薬効試験では、脳梗塞後の運動機能改善や不安軽減効果が認められた。しかし、HLC:CD45loの出現は一過性であり、これを選択的に誘導増殖することが必要という課題が生じてきている。その対策として、HLC:DISHやHLC:CD45loに発現している遺伝子・蛋白をBM培養時に添加することを考えている。
当初の目標であるヒト組織からのHLCの抽出同定は脳梗塞患者骨髄の入手に手間取ったため、年度内の試験施行は難しい状況にあるが、入手できれば達成できると思われる。

Causes of Carryover

次年度の前臨床試験で、費用がかかるため。