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急性期脊髄損傷ラットに対するヒトMuse細胞製剤「CL2020」投与の検討

梶谷 卓未 東北大学

2020.03.25

概要

脊髄損傷に対する根本的な薬物治療はなく、リハビリテーション療法のみである。近年、幹細胞を中⼼とした再⽣治療が期待されており、臨床治験が進められている。東北⼤学で発⾒されたMultilineage-differentiating stress enduring cell (以下Muse 細胞) は⾻髄由来の多能性幹細胞である。Muse 細胞は、経静脈的投与で体内の損傷部位を認識、遊⾛し、損傷組織を修復する特徴を有する。しかし、Muse 細胞による脊髄損傷の治療効果は未知である。また、⼀般的に脊髄損傷に対する再⽣治療の⾄適時期は亜急性期と⾔われてお り、急性期における再⽣治療の検証は乏しい。本研究では、ラット脊髄損傷モデルに対して、脊髄損傷翌⽇にヒトMuse 細胞製剤「CL2020」を経静脈的に投与し、「CL2020」による効果を検討することを⽬的とした。

脊髄損傷モデルはIH (Infinite-Horizontal) Impactor で作成したラット第 9 胸髄損傷モデルを使⽤し、損傷 1 ⽇⽬にヒトMuse 細胞を含有する製剤「CL2020」のうち 300,000 (細胞/匹) を尾静脈投与した。脊髄損傷ラットを「CL2020」群 (n = 16) と対照群 (n = 20) に分けた。脊髄損傷後8週間⽬まで BBB (Basso, Beattie, Bresnahan) locomotor scale で⾏動評価を⾏った。8 週⽬にヒト細胞に感受性の⾼いDiphtheria toxin (DT) を投与しヒトMuse 細胞による機能喪失を 9 週⽬に BBB locomotor scale で⾏動評価し検討した。組織は脊髄損傷ラットを sacrifice し、ラット脊髄を取り出した。脊髄損傷部中⼼からそれぞれ吻尾側へ 1.0、1.5、2.0、3.0、4.0、5.0 mm の間隔で軸位断切⽚を作成した。評価項⽬は Klüver-Barrera 染⾊を⾏い、各切⽚の脊髄損傷部空洞⾯積を計測し、体積を算出した。下降性脊髄路の評価の損傷中⼼部から尾側 5.0 mm の切⽚を抗 5-HT (5- Hydroxytriptamine = serotonin) 抗体で蛍光染⾊し、脊髄前⾓部の 5-HT 陽性細胞数を計測した。ヒト由来の Muse 細胞を同定するために脊髄損傷中⼼部の切⽚を hMit (human Mitochondria) と成熟 neuron を⽰す MAP-2 (Microtubule Associated Protein -2)、核を⽰す DAPI (4',6-diamidino-2-phenylindole)の三重染⾊を⾏い評価した。

「CL2020」群は脊髄損傷後 2 週⽬から後肢運動機能の改善 (「CL2020」群平均 7.69、対照群 平均 5.05、P < 0.05)を認め、脊髄損傷後 8 週⽬ (「CL2020」群 平均 9.72、対照群 平均 6.18、P < 0.001)まで効果が持続した。さらにDT投与によるヒトMuse 細胞の機能喪失評価では、CL2020 群は脊髄損傷後 8 週⽬とDT 投与後 5 ⽇⽬ (脊髄損傷後 9 週⽬)で有意に後肢運動機能が悪化した (脊髄損傷後 8 週⽬ 平均 11.8、9 週⽬ 9.60 平均 6.18、P < 0.01)。⼀⽅、対照群は脊髄損傷後8週⽬と DT 投与後で後肢運動機能の変化は認めなかった。組織評価において、脊髄損傷部空洞体積は「CL2020」群の⽅が対照群より拡⼤を認めなかった (「CL2020」群 平均 1.5 mm3、対照群 平均 3.0 mm3、P < 0.05) 。 5-HT 陽性細胞数は「CL2020」群の⽅が対照群と⽐較して有意に多かった (CL2020 群 平均 215 /mm2、対照群 平均 128 /mm2、P < 0.01)。ヒト Muse 細胞の同定⽬的で⾏なった蛍光染⾊では脊髄損傷部辺縁に hMit と MAP-2 の Merge を認めた。

以上の結果から、ヒトMuse 細胞含有製剤「CL2020」の急性期ラット脊髄損傷モデルの経静脈的投与で後肢運動機能が改善した。急性期投与は脊髄損傷部空洞の拡⼤を抑制し、さらに 5-HT fiber を温存し、神経保護作⽤が⽰唆された。脊髄損傷後 8 週⽬のDT 投与により改善した後肢運動機能が悪化したこと、また脊髄切⽚で hMit の同定とMAP-2 がMerge していたことは「CL2020」内の含有Muse 細胞が脊髄損傷部を認識、遊⾛し、脊髄成熟神経細胞の分化を⽰し、Muse 細胞が神経機能回復に寄与すると考えられた。

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