【研究領域課題番号】19K18438 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

神経突起 / ニューロン / 老化 / p38 / 神経幹細胞 / 神経前駆細胞 / 神経新生 / MPAK / hiPSC / p38 MAPK / 再生医療 / 脳梗塞 / 脳挫傷 / 神経再生 / 海馬

【研究成果の概要】

p38の活性を維持することのできるRK-682はヒトiPS細胞由来のニューロンの神経突起を伸長する効果を有することが明らかになった。老化や神経変性疾患の進行に伴い、神経突起が退化することが知られているが、これに対してRK-682が有用である可能性がある。
また、脳傷害に対して、神経幹細胞の移植での再生医療を考えた場合、神経幹細胞にあらかじめRK-682を添加することで、移植後に分化する神経細胞の神経突起を伸長できることが予想され、再生医療に有用である可能性がある。

【研究の社会的意義】

本研究でRK-682はp38のリン酸化活性の維持を介して、神経突起伸長に寄与することが明らかとなった。老化に限らず、神経変性疾患では軸索変性が認められることから、RK-682は神経変性疾患に対しても有効である可能性がある。

【研究種目】若手研究

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】脳神経外科学

【研究領域課題番号】16K10710 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

再生医療 / 大脳白質障害 / 骨髄由来間葉系幹細胞 / 加工幹細胞SB623 / 二重盲検比較対照第II相試験 / 全脳虚血モデル / BDNFｍRNA / mRNA delivery / 脳梗塞 / ドラッグデリバリー / BDNF mRNA / 膿保護作用 / 脳梗塞実験モデル / ラット前脳虚血 / 細胞移植 / 白質障害モデル / ヒト骨髄由来細胞 / ヒト由来神経栄養因子 / ドラッグデリバリーシステム / ラット / 大脳白質梗塞 / 内包 / エンドセリン / 定位脳手術 / 再現性 / ネットワーク / 運動機能 / 白質障害 / 細胞移植治療 / 再生 / エクソソーム

【研究成果の概要】

（A)細胞(細胞医薬品)移植と（B)ドラッグデリバリーシステム(DDS) によるmRNA遺伝子治療を、動物実験モデルで検証した。（A)SB623細胞は、ヒト骨髄由来である加工幹細胞である (サンバイオ社)。事情により、用いることができず、動物研究は断念したが、SB623細胞による外傷性脳損傷に起因する慢性運動障害患者に対する二重盲検比較対照第II相試験に、施設責任者として参加した。運動機能の改善に関して有効性を示した。（B)DDSを用いてBDNF（脳由来神経栄養因子）mRNAをラット前脳虚血モデルに投与した。BDNF mRNAを虚血後2日目に脳室内投与した群で50%以上の細胞生存を認めた。

【研究の社会的意義】

動物実験を用いての、SB623細胞移植による機能改善の機序の解明を行うことを目的としたが、その基礎研究は実行できなかった。一方で、国際共同治験に施設責任者として参画して、実際にSB623細胞をヒトの脳内に移植するという極めて貴重な経験をすることができた。主要評価項目である運動機能の改善に関しての有効性を科学的に示した。機序に関しては今後の基礎研究とサブ解析に任せるところが大きいが、本邦の再生治療の実用化に向けて加速させる一助になった。
動物研究では、ナノ・ドラッグデリバリーシステム による中枢神経系へのBDNF mRNA遺伝子の導入の可能性を示し、薬剤送達の困難さを克服する可能性を示した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)

【研究分野】脳神経外科学

【研究領域課題番号】26462171 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

iPS細胞 / 脳梗塞 / 悪性脳腫瘍 / 再生医療 / 神経移植 / 治療用幹細胞

【研究成果の概要】

iPS細胞を用いた細胞療法に注目が集まっているが、移植後の拒絶反応や腫瘍形成など問題点が多い。本研究では改良した方法を用いて、安定した自殺遺伝子導入ヒトiPS細胞を樹立した。神経幹細胞に分化した同細胞をマウス脳内に移植したところ、脳内に生着し生存した。また薬物投与にて細胞除去する事が出来た。同細胞を悪性脳腫瘍モデル動物に移植したところ、腫瘍の縮小と生存延長を認めた。以上より、開発した細胞の治療用幹細胞としての有用性が示された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

【研究分野】血液内科学

【研究領域課題番号】17390284 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

幹細胞 / 再生医療 / 血管新生 / 単球 / 脳梗塞 / 多能性細胞 / 血小板 / 皮弁

【研究成果の概要】

本研究では,申請者が発見したCD14^+CD45^+CD34^+I型コラーゲン^+のフェノタイプを持つ末梢血単球由来の多能性細胞(monocyte-derived Muultipotent Cell ; MOMC)を臓器再生のための細胞移植療法に用いるために必要な基礎研究を行った。
1)疾患モデルを用いたMOMC細胞移植による組織再生療法の確立
ラットの脳虚血,皮弁モデルを用いて同系MOMC移植による効果を検討した。ラット左中大脳動脈基部を1時間閉塞させた脳梗塞モデルでは,発症1週間後に経頭蓋的にMOMCを移植すると,対照のマクロファージまたは培養液のみを移植した群に比べてその後の神経学的機能評価で有意な改善を示した。一方,基部以外の血行を遮断した皮弁を作成した皮弁モデルでは,同系MOMC移植により,マクロファージ,線維芽細胞,培養液のみの移植に比べて生着面積が広かった。組織学的検討では,いずれのモデルでもMOMC移植群でのみ顕著な血管新生がみられた。GFP遺伝子導入同系ラット由来MOMCの移植実験により、移植したMOMCが血管腔に取り込まれ、血管内皮へと分化することを証明した。
2)細胞植に用いるヒトMOMCの至適培条件の確立
末梢血単球からMOMCへの分化にはα5β1インテグリンを介したフィプロネクチンとの結合と血小板由来の液性因子の両者が必須であることを明らかとした。候補分子解析から活性化に伴って血小板から放出されるSDF-1をMOMC分化誘導因子として同定したが、同時にTGF-βやPDGFなど分化抑制因子も存在することを明らかにした。従来の末梢血単球に血清+血小板を加える培養条件の代わりに、自己血漿にSDF-1のみを添加した培地で末梢血単球を培養することでMOMC分化誘導の最適化が可能であった。この培養系を用いることで大量の自己MOMCの調整が可能で、それらin vitroで増幅したMOMCを用いた再生医療の実現が可能となった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】15,400千円 (直接経費: 15,400千円)

【研究分野】神経内科学

【研究領域課題番号】16590847 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

脳梗塞 / オリゴデンドロサイト前駆細胞 / 組織修復 / 再生医療 / 再髄鞘化 / オリゴデンドロサイト / 髄鞘 / 脱髄 / 脳組織再生

【研究成果の概要】

【方法】成体Sprague-Dawleyラット(体重270-330g)を使用し、正常群(n=3)、虚血群(n=14)と偽手術群(n=4)の三群に分けた。虚血群では右中大脳動脈起始部を血管内栓糸法で90分閉塞し、再開通させ24時間から2週後に灌流固定し連続切片を作成した。免疫染色には抗NG2抗体以外に、成熟OLGのマーカーとして抗GsT-pi抗体やNB3C4抗体、髄鞘のマーカーとして抗ミエリン関連糖蛋白(MAG)抗体や抗ミエリン塩基性蛋白(MBP)抗体、細胞内保護的シグナルマーカーとして抗リン酸化CREB抗体を使用した。
【結果】OPCは再灌流1週間以降、特に2週間後、梗塞巣周囲のCREBリン酸化が持続的に亢進している領域で、著明な細胞体と突起の肥大やNG2発現量増加を示し、細胞数も有意に増加していた。OPCは細胞分裂像のみならず単極細胞ないし双極細胞の幼弱形態を示すものもあった。同部位では、再灌流48時間の時点で有意に減少していた成熟OLG数は2週間後、正常レベルに回復していた。同様に、48時間の時点では髄鞘の淡明化や有髄線維の不鮮明化が認められていたが、2週間後かなり回復していた。このOPC活性化は同細胞核におけるCREBリン酸化を伴っていた。これらの変化は大脳皮質のみならず脳梁でも認められ、灰白質および白質の梗塞巣周囲で普遍的に生ずる現象であった。一方、本虚血モデルで梗塞巣周囲に位置する脳室下層でのOPCの反応は、他の梗塞巣周囲領域と有意な差はなく、上記OPC細胞数増加は、主として各々の脳実質局所に存在するOPC活性化によるものと考えられた。
【結論】OPCは、脳梗塞巣周囲の成熟OLG傷害部位で活性化され増殖・分化し、再髄鞘化など組織修復に関与している可能性が示唆された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2004 - 2005

【配分額】3,300千円 (直接経費: 3,300千円)