Development of a novel treatment method using umbilical cord-derived mesenchymal stem cells for cerebral hemorrhage and investigation of their mechanism

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K09271
• Research Institution: Hyogo Medical University
• Principal Investigator: 吉村 紳一 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (40240353)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藏本 要二 兵庫医科大学, 医学部, 講師 (10604275) ; 藤田 貢 近畿大学, 医学部, 准教授 (40609997) ; 山原 研一 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (50450888)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 臍帯由来間葉系幹細胞 / 脳出血 / 炎症抑制

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではコラゲナーゼ脳内投与による脳出血マウスモデルとヒト臍帯由来 MSC (human umbilical cord MSC: hUCMSC) を用いた実験系を立案した。細胞の有効性は網羅的行動試験を用いて多角的に検討する。先行研究により、これらの間葉系幹細胞の投与が、脳出血部ならび周囲のマクロファージおよび (おそらく当該細胞が発現する) TNF-α および iNOS が有意に働くことが示されているため、脳内の炎症抑制に焦点を当てた機序解析を行う予定である。
2022年度より安定的なhUCMSCを獲得ならび増殖培養に時間を要した。2024年度はさらに細胞の大量かつ安定供給できるようなバックアップ体制が構築されつつある。
2023年度はhUCMSCの安定供給を確立したため、10種以上の神経行動学的実験を行った。具体的方法は脳出血マウスモデルに対して、hUMSCを静脈投与したが、容量を2群に設定し、投与回数もモデル作成後の1日後に一回投与と１，３日後に二回投与するものを設定した。これにより投与容量と回数について最適化にむけた知見が得られた。現在データの最終解析中である。
作用機序として、脳内の炎症抑制は先行研究で示してきた。今回、全身の炎症系を評価するために末梢血と脾臓でのフローサイトメトリーを行ったところ、hUCMSC投与で一部の炎症細胞が抑制していることがわかった。今後は更に、hUCMSCの投与による、脳内ならび全身性の反応について解析を行っていく予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

一番労力を要する行動学的実験は終了しているが、そのデーター解析に時間を要している。本年度前半には行動試験の最終解析まで終了する。現在、作用機序の検討を行っているが、全身性の炎症反応への影響が示唆されるため、脳組織以外での検討をする必要があり、実験量の増加が推定される。本年度でできる範囲で、実験を広げかつ、成果を論文投稿できるところまで、準備を行っていく。

Strategy for Future Research Activity

2024年度は全身性の炎症細胞抑制と脳内での機能改善の関連性について、血清学的解析や脳内の免疫染色、タンパク質やRNA解析を行う予定である。また、投与された細胞が脳内はじめ、全身でどのように分布しかつ、長期に定着しているかを時間が許せば、解析を行う予定である。得られた知見をまとめ英文誌投稿の開始をできるように準備していく。

Causes of Carryover

初年度に細胞の安定培養並び増殖のため時間を要したため、実験自体が半年程度遅れている。これにより、使う経費が予定より少ないが、残りの期間で、hUMSCの作用機序等を様々な実験で行うため、通年の予算は今年で使い切る予定である。