内耳性難聴に対する細胞移植システムの構築

文献情報

• 文献番号: 200627007A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 内耳性難聴に対する細胞移植システムの構築
• 課題番号: H16-感覚器-一般-008
• 研究年度: 平成18(2006)年度
• 研究代表者(所属機関): 小川 郁(慶應義塾大学 医学部)

研究分担者(所属機関)

• 梅澤明弘(国立成育医療センター)
• 神崎晶(慶應義塾大学　医学部)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 感覚器障害研究
• 研究開始年度: 平成16(2004)年度
• 研究終了予定年度: 平成18(2006)年度
• 研究費: 14,250,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

感音難聴の大部分を占めると考えられる内耳性難聴は難治性であり、その病態を克服しうる内耳再生医療を考える上で重要な研究を行う。

研究方法

１）再生阻害因子の検討　再生関連遺伝子の検討
２）マウス音響障害難聴モデルに対する骨髄幹細胞（KUSA-A1細胞）の投与に関する検討
３）内耳耳遺伝子導入の検討
４）臨床応用に向けた内視鏡の開発
について検討する。

結果と考察

臨床応用に向けたヒト間葉系幹細胞から分化させた神経幹細胞を内耳に移植した。有毛細胞に分化可能であるヒト細胞を探し出すことが肝要である．有毛細胞の形態を試験管内にとることがむずかしいとしても有毛細胞のマーカーを発現するような分化誘導系を確立できることは極めて重要な意義がある。動物モデルで移植した細胞は生着が認められたが、骨分化していた。in vitroでの神経誘導には20日以上を有する。今回神経誘導期間が3日間と短期であったことから今後さらに移植前の分化誘導条件について検証をする必要がある。投与した細胞が分化あるいは再生しやすい環境について、検討を加えていく必要があるだろう。また、基礎研究におけるマウス間葉系骨髄幹細胞の基礎的研究成果から、世界で初めてヒト間葉系骨髄幹細胞を神経幹細胞に分化させてマウス内耳へ移植を試し、生着を確認した。

結論

マウスあるいはヒト骨髄間質細胞および神経幹細胞へ分化誘導させたマウス骨髄幹細胞を同系統マウス、ならびに音響外傷マウスへ移植した系において、病理組織学的な解析を行い、正確な細胞移植モデルを作成可能であることを示せた。内耳再生医療を考える上で、いままで注目されていなかった再生阻害因子という概念を提唱した。

公開日・更新日

• 公開日: 2007-04-23
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 200627007B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 内耳性難聴に対する細胞移植システムの構築
• 課題番号: H16-感覚器-一般-008
• 研究年度: 平成18(2006)年度
• 研究代表者(所属機関): 小川 郁(慶應義塾大学 医学部)

研究分担者(所属機関)

• 梅澤明弘(国立成育医療センター)
• 神崎晶(慶應義塾大学　医学部)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 感覚器障害研究
• 研究開始年度: 平成16(2004)年度
• 研究終了予定年度: 平成18(2006)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

感音難聴の大部分を占めると考えられる内耳性難聴は難治性であり、その病態を克服しうる内耳再生医療を考える上で重要な研究を行う。具体的には、１）マウスやヒト間葉系幹細胞から分化させた神経幹細胞による内耳移植の検討をはじめ、２）内耳障害における内耳微小環境を再生しやすい環境にすること、３）有毛細胞増殖と聴覚機能に関する研究、４）再生を目的としたウイルスベクターによる遺伝子導入の解析、５）臨床応用にむけた内耳内視鏡の開発研究を行うことを目的とする。

研究方法

１）ヒトあるいはマウス間葉系骨髄幹細胞を神経幹細胞に分化させてマウス内耳に移植する。
２）マウス内耳障害におけるサイトカインの発現を検討する。
３）センダイウイルスベクターを用いた内耳遺伝子導入の検討をモルモットを用いて行う。
４）細胞増殖を生じやすいＰ２７ノックアウトマウスを用いて内耳形態の変化と聴覚機能について検討する。
５）内耳の正円窓を明視しながら薬剤などを投与できる内視鏡を開発し、屍体側頭骨にて検討した。

結果と考察

１）内耳に対する骨髄幹細胞由来神経幹細胞移植が成功した。
基礎研究におけるマウス間葉系骨髄幹細胞の基礎的研究成果から、世界で初めてヒト間葉系骨髄幹細胞を神経幹細胞に分化させてマウス内耳へ移植を試すことができた。
内耳再生医療を考える上で、いままで注目されていなかった再生阻害因子という概念を提唱した。
２）内耳微小環境の変化の一部にIL-1,IL-6などのサイトカインによる関与があった。内耳再生を阻害している可能性が考えられた。
３）センダイウイルスベクターは、支持細胞の遺伝子導入できる可能性が高かった。支持細胞は有毛細胞の前駆細胞として考えられており、再生医療に応用できることが示唆された。臨床応用しやすい遺伝子運搬体であると考えている。
４）Ｐ２７ノックアウトマウスによって有毛細胞と支持細胞共に増殖したが、配列は乱れ、聴覚機能も低下した。したがって、有毛細胞がただ増殖あるいは再生するだけでは内耳機能の再生には結びつかないことを示した。
５）内視鏡を開発し、明視下にチャネルを通じて薬剤を投与するための注射針を備えていることが特徴的である。実際に屍体側頭骨を使用し、正円窓窩まで針先が届くこと、内視鏡モニターで明視できることを確認することができた。

結論

マウスやヒト骨髄間葉系幹細胞から分化させた神経幹細胞の内耳移植による内耳再生について研究を行った。さらに、内耳障害時に発生するサイトカインなどの再生阻害因子について新しい知見を得た。
移植された幹細胞が生着しやすくなるために再生阻害因子の制御も重要である。

公開日・更新日

• 公開日: 2007-04-23
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 200627007C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 基礎研究におけるマウス間葉系骨髄幹細胞の基礎的研究成果から、世界で初めてヒト間葉系骨髄幹細胞を神経幹細胞に分化させてマウス内耳へ移植を試すことができた。; 内耳再生医療を考える上で、いままで注目されていなかった再生阻害因子という概念を提唱した。
• 臨床的観点からの成果: 臨床応用に向けたヒト間葉系幹細胞から分化させた神経幹細胞を内耳に移植した。神経幹細胞の採取は、患者の脳神経からどのように細胞を採取すべきか、というドナーの問題がある。; 内耳の特殊な解剖から考慮された内視鏡の形状やいかに明視できるかという点から解像度が考慮された。
• ガイドライン等の開発: 内耳内視鏡適応の確立
• その他行政的観点からの成果: 薬剤投与、細胞移植を含めた内耳薬剤投与法に関わる技術、手術などは諸外国ではすでに試みられている治療法であり、今回われわれが試みた内視鏡の開発、投与法の技術革新は日本国の感音難聴に対する治療レベルを維持するものであり、新しい医療の提唱は医療保険上改正が必要である可能性もあると考えている。
• その他のインパクト: 市民講座を開催し200名以上の参加者に対して感音難聴の現状を解説し啓蒙した。当研究室と患者さんとの会の取り組みは新聞にも紹介された。また、当該研究費受領期間において、分担研究者の一人である神崎が国際学会であるPolitzer賞を受賞した。

発表件数

• 原著論文（和文）: 20件
• 原著論文（英文等）: 8件
• その他論文(和文): 1件
• その他論文(英文等): 1件
• 学会発表(国内学会): 15件
• 学会発表(国際学会等): 12件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計0件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 1件

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Kanzaki S, Shiotani A, Inoue M, ; Sendai Virus Vector-Mediated Transgene Expression in the Cochlea in vivo. ; Audiology andNeurotology , 12 , 119-126 (2007)
• 原著論文2: Sugiki T, Uyama T, Toyoda M, et al ; Hyaline cartilage formation and enchondral ossification modeled with KUM5 and OP9 chondroblasts. ; J Cell Biochem. , 11 (2006)
• 原著論文3: Kanzaki S, Ito M, Takada Y,et al; Hearing loss and ossicles of osteoporosis in mice.; Bone , 39 (2) , 414-419 (2006)
• 原著論文4: Kanzaki S, Beyer LA, Swiderski DL et al; p27 kip1 deficiency causes organ of Corti pathology and hearing loss.; Hear Res , 214 (1) , 28-36 (2006)
• 原著論文5: Kanzaki S, Beyer L, Karolyi IJ, et al; Transgene correction maintains normal cochlear structure and function in 6 month old Myo15a mutant mice. ; Hear Res , 214 (1) (2006)
• 原著論文6: Fujioka M, Kanzaki S, Okano JH, et al ; Cytokine up-regulation mechanism of inner ear after noise exposure. ; Jneuroscience research , 83 (4) , 573-583 (2006)
• 原著論文7: Masuda M, Nagashima R, Kanzaki S et al; Nuclear factor-kappa B nuclear translocation in the cochlea of mice following acoustic overstimulation. ; Brain res, , 1068 (1) , 237-247 (2006)
• 原著論文8: Tomita M, Mori T, Maruyama K, et al; A comparison of neural differentiation and retinal transplantation with bone marrow-derived cells and retinal progenitor cells. ; Stem Cells , 24 (10) , 2270-2278 (2006)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-05-29
• 更新日: -