骨髄由来神経幹細胞自家移植による脊髄再生と機能回復

自体骨髓源性神经干细胞移植脊髓再生和功能恢复

基本信息

批准号：
17791017
负责人：
鈴木秀典
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Department of Clinical Research National Hospital Organization, National Sanyo Hospital
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17791017/
关键词：
移植・再生医療バイオテクノロジー脳・神経発生・分化

项目摘要

自己骨髄中にはいわゆる成体多能性幹細胞が存在し、生体外にて増殖を行い、さらに種々の細胞系譜へと誘導ができる可能性が明らかとなってきた。私達は、in vitroにて骨髄間質細胞から神経幹細胞を誘導することに成功した。しかし実際には、その細胞集団のin vivoでの機能は未知である。今回は、脊髄損傷モデルラットに移植を行い、細胞移植の治療効果、移植細胞の生体内での役割と機能を評価することを目的とした。下位胸髄損傷ラットを用い、障害ラットに細胞移植を行い評価を行った。下位胸髄挫滅損傷を起こしたラットは、移植に伴い、統計学的に有意差をもって下肢運動・感覚機能の回復を認めた。またこのことは、電気生理学的にも経頭蓋刺激-腓腹筋電極によるMEPsにて、確認された。最終的には、移植を行ったラット群では、挫滅範囲と空洞縮小を認め、ホスト由来の細胞成分で充填されていた。逆行性トレーシング評価にて、移植後6ヶ月のラットでは、切断された軸索の20%以上が再構築されていた。誘導を行った移植細胞のFACS解析では、誘導前の骨髄間質細胞に比べて増殖能が高く(Ki-67陽性)、nestin陽性の未成熟な細胞が多く含まれる性格の細胞集団であった。この幹細胞の移植に伴う直接効果の多くは急性期に寄与しており、最終的に(数週間後)には、ホスト細胞に置換されていくことがわかった。結果として移植を行ったラット群では、挫滅範囲と空洞縮小を認め、損傷部は細胞成分で充填されていた。空洞のサイズと運動機能の回復は相関する傾向を認めた。内部の細胞成分は、主には新生血管とED1陽性の顆粒球形細胞であったが、その間隙には多数のGap43陽性の新生軸索が進入しており、正常脊髄構造が再建されるわけではないものの、脊髄損傷部位にもかかわらず、軸索新生や軸索伸展には、再生を容易とする良好な環境ができあがることが推測された。トレーシング評価では、再生した軸索がやや蛇行しながらも、多数損傷部を超えて神経核まで到達することが併せて確認された。

人们已经清楚，所谓的成体多能干细胞存在于自体骨髓中，它们可以在体外增殖并被诱导形成各种细胞谱系。我们成功地在体外从骨髓基质细胞诱导神经干细胞。然而，实际上，该细胞群的体内功能尚不清楚。本研究的目的是对大鼠脊髓损伤模型进行移植，评价细胞移植的治疗效果以及移植细胞在体内的作用和功能。使用患有下胸段脊髓损伤的大鼠，将细胞移植到受伤的大鼠体内并进行评估。下胸段脊髓挤压伤的大鼠在移植后表现出下肢运动和感觉功能的恢复，具有统计学显着性差异。使用经颅刺激和腓肠肌电极的 MEP 也通过电生理学证实了这一点。最后，在移植的大鼠组中，挤压区域和空腔减小，并填充了源自宿主的细胞成分。逆行追踪评估显示，移植后6个月，大鼠体内超过20%的切断轴突已重建。对诱导的移植细胞进行FACS分析显示，细胞群比诱导前的骨髓基质细胞具有更高的增殖能力（Ki-67阳性），并且含有许多巢蛋白阳性的未成熟细胞。我们发现，许多与干细胞移植相关的直接影响会导致急性期，并且最终（几周后）它们被宿主细胞取代。结果，在移植的大鼠组中，挤压区域和空腔减少，并且受伤区域被细胞成分填充。空腔的大小有与运动功能恢复相关的趋势。内部细胞成分主要是新生血管和ED1阳性粒球细胞，但大量Gap43阳性新轴突进入间隙，正常脊髓结构并未重建，虽然事实并非如此，但推测是这样的。尽管脊髓损伤的位置不同，但仍将为轴突发生和轴突延伸创造有利的环境以促进再生。追踪评估还证实，虽然再生的轴突稍微蜿蜒，但它们能够穿过多个受损区域并到达神经核。