記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

The biological effects of low-dose-rate (LDR) radiation exposure in nuclear power plant accidents and medical uses of ionizing radiation (IR), although being a social concern, remain unclear. In this study, we evaluated the effects of LDR-IR on global gene expression in human cells and aimed to clarify the mechanisms. RNA-seq analyses demonstrated that relatively low dose rates of IR modify gene expression levels in TIG-3 cells under normoxic conditions, but those effects were attenuated under hypoxia-mimicking conditions. Gene set enrichment analysis demonstrated that LDR-IR significantly decreased gene expression related to cell division, cell cycle, mitosis, and the Aurora kinase B and FOXM1 pathways. Quantitative RT-PCR confirmed the down-regulation of AURKB and FOXM1 genes in TIG-3 cells with LDR-IR or hypoxia-mimicking treatments without any dose-rate effect. Knock-down experiments suggested that HIF-1α and HIF-2α, as well as DEC1, participated in down-regulation of AURKB and FOXM1 under DFOM treatments, but to a lesser extent under LDR-IR treatment. FACS and microscopic analyses demonstrated that LDR-IR induced G0/G1 arrest and increased micronucleus or chromosome condensation. Finally, MTT assays demonstrated that LDR-IR decreased sensitivity to paclitaxel or barasertib in TIG-3 cells but not in A549 cells. In conclusion, LDR-IR modifies global gene expression and cell cycle control, resulting in a reduction of sensitivity to anti-cancer chemotherapy in non-cancer cells and thus a reduction in untoward effects (GA).

DOI： 10.3390/cells11030501

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

Lactoferrin (LF) is an iron binding glycoprotein of the transferrin family with a wide spectrum of biological effects, including anti-cancer activity. However, the detailed molecular mechanisms of anti-cancer activity of LF have not been fully determined. In this study, we tried to clarify cytotoxic functions of LF on various cell lines under hypoxic conditions and elucidate those molecular mechanisms. Cytotoxic activity of LF on cell lines was found to have a range of sensitivities. Hypoxia decreased sensitivity to LF in KD (lip fibroblast) but increased that in HSC2 (oral squamous cell carcinoma). Expression analyses further revealed that LF treatments increased hypoxic HIF-1α, -2α and p53 proteins in KD but attenuated them in HSC2 cells, and decreased HIF-1 target gene, DEC2, in KD but increased it in HSC2, suggesting a possible relationship between LF-modified DEC2 expression and HIF-α protein. MTT assay strikingly demonstrated that cells expressing mutant-type p53 (MT5) were more sensitive to LF than control HepG2 (hepatoma), suggesting an important role of the p53 signal. Knock-down of TP53 (p53 gene) interestingly reduced sensitivity to LF in HepG2, suggesting that p53 may be a target of LF cytotoxic activity. Further analyses with a ferroptosis promoter or inhibitor demonstrated that LF increased ACSL4 in hypoxic MT5, suggesting LF-induced ferroptosis in cells expressing mutant-type p53. In conclusion, hypoxia was found to regulate cytotoxic activities of LF differently among various cell lines, possibly through the p53 signaling pathway. LF further appeared to regulate ferroptosis through a modification of ACSL4 expression.

DOI： 10.3389/fphar.2022.988335

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

Single-cell sequencing of circulating tumor cells can precisely represent tumor heterogeneity and provide useful information for cancer treatment and research. After spiking TGW neuroblastoma cells into blood derived from healthy volunteer, the cells were isolated by fluorescence-activated cell sorting. DNA and mRNA were amplified by four different whole-genome amplifications (WGA) and three whole-transcriptome amplifications (WTA) methods, followed by single-cell DNA and RNA sequencing. Multiple displacement amplification (MDA)-based WGA methods showed higher amplification efficiency than other methods with a comparable depth of coverage as the bulk sample. The uniformity of coverage greatly differed among samples (12.5-89.2%), with some samples evaluated by the MDA-based WGA method using phi29 DNA polymerase and random primers showing a high (> 80%) uniformity of coverage. The MDA-based WTA method less effectively amplified mRNA and showed non-specific gene expression patterns. The PCR-based WTA using template switching with locked nucleic acid technology accurately amplified mRNA from a single cell. Taken together, our results present a more reliable and adaptable approach for CTC profiling at the single-cell level. Such molecular information on CTCs derived from clinical patients will promote cancer treatment and research.

DOI： 10.1038/s41598-021-02165-7

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

Since understanding molecular mechanisms of SARS-CoV-2 infection is extremely important for developing effective therapies against COVID-19, we focused on the internalization mechanism of SARS-CoV-2 via ACE2. Although cigarette smoke is generally believed to be harmful to the pathogenesis of COVID-19, cigarette smoke extract (CSE) treatments were surprisingly found to suppress the expression of ACE2 in HepG2 cells. We thus tried to clarify the mechanism of CSE effects on expression of ACE2 in mammalian cells. Because RNA-seq analysis suggested that suppressive effects on ACE2 might be inversely correlated with induction of the genes regulated by aryl hydrocarbon receptor (AHR), the AHR agonists 6-formylindolo(3,2-b)carbazole (FICZ) and omeprazole (OMP) were tested to assess whether those treatments affected ACE2 expression. Both FICZ and OMP clearly suppressed ACE2 expression in a dose-dependent manner along with inducing CYP1A1. Knock-down experiments indicated a reduction of ACE2 by FICZ treatment in an AHR-dependent manner. Finally, treatments of AHR agonists inhibited SARS-CoV-2 infection into Vero E6 cells as determined with immunoblotting analyses detecting SARS-CoV-2 specific nucleocapsid protein. We here demonstrate that treatment with AHR agonists, including FICZ, and OMP, decreases expression of ACE2 via AHR activation, resulting in suppression of SARS-CoV-2 infection in mammalian cells.

DOI： 10.1038/s41598-021-96109-w

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

We previously demonstrated that expression of a Krüppel-like zinc finger transcription factor, GLIS1, dramatically increases under hypoxic conditions via a transcriptional mechanism induced by HIF-2α co-operating with AP-1 members. In this study, we focused on the functional roles of GLIS1 in breast cancer. To uncover its biological function, the effects of altered levels of GLIS1 in breast cancer cell lines on cellular growth, wound-healing, and invasion capacities were assessed. Knockdown of GLIS1 using siRNA in BT-474 cells resulted in significant growth stimulation under normoxia, while attenuation was found in the cell invasion assay under hypoxic conditions. In MDA-MB-231 cells expressing exogenous 3xFLAG-tagged GLIS1, GLIS1 attenuated cell proliferation and enhanced cell mobility and invasion capacities under normoxia. In addition, breast cancer cells expressing GLIS1 acquired resistance to irradiation. Whole transcriptome analysis clearly demonstrated that downstream signals of GLIS1 are related to various cellular functions. Among the genes with increased expression, we focused on WNT5A. Knockdown of WNT5A indicated that enhancement of acquired cell motility in the MDA-MB-231 cells expressing GLIS1 was mediated, at least in part, by WNT5A. In an analysis of publicly available data, patients with estrogen receptor negative breast cancer showing high levels of GLIS1 expression showed much worse prognosis than those with low levels. In summary, hypoxia-induced GLIS1 plays significant roles in breast cancer cells via regulation of gene expression related to cell migration and invasion capacities, resulting in poorer prognosis in patients with advanced breast cancer.

DOI： 10.1093/carcin/bgaa010

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

Although the biological systems in the human body are affected by the earth's gravity, information about the underlying molecular mechanisms is limited. For example, apoptotic signaling is enhanced in cancer cells subjected to microgravity. We reasoned that signaling regulated by p53 may be involved because of its role in apoptosis. Therefore, we aimed to clarify the molecular mechanisms of modified cis-diamminedichloroplatinum (CDDP)-sensitivity under simulated microgravity by focusing on p53-related cell death mechanisms. Immunoblotting analyses indicated that, under microgravity, CDDP-induced ATM/p53 signaling increased and caspase-3 was cleaved earlier. However, microgravity decreased the levels of expression of p53 targets BAX and CDKN1A. Interestingly, microgravity increased the PTEN, DRAM1, and PRKAA1 mRNA levels. However, microgravity decreased the levels of mTOR and increased the LC3-II/I ratio, suggesting the activation of autophagy. The CDDP-induced cleavage of caspase-3 was increased during the early phase in Group MG (+), and cleaved caspase-3 was detected even in Group MG (+) with constitutive expression of a mutant type of p53 (hereafter, "+" indicates CDDP treatment). These results interestingly indicate that microgravity altered CDDP sensitivity through activation of caspase-3 by p53-independent mechanism.

DOI： 10.1371/journal.pone.0219363

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1038/s41526-018-0045-0

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その他リンク： http://www.nature.com/articles/s41526-018-0045-0.pdf

記述言語：日本語   出版者・発行元：日本理学療法士学会  

DOI： 10.15063/rigaku.KJ00009647377

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1016/j.bbrc.2013.10.083

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：ELSEVIER IRELAND LTD  

The therapeutic effect of rehabilitation after cell therapy for brain injury remains unclear. Here, we report the neural stem/progenitor cells transplantation into a brain injury mouse model followed by treadmill exercise training. Among all experimental groups, mice that underwent transplantation and treadmill exercise demonstrated significant functional motor and electrophysiological improvement. Transplanted cells at the brain injury site were observed and differentiated into neurons and astrocytes. Transplanted cells significantly differentiated into neurons in the mice that underwent transplantation and treadmill exercise compared with those treated with only transplantation. Furthermore, the expression of brain-derived neurotrophic factor and growth-associated protein 43 mRNAs were significantly up-regulated in the mice that underwent transplantation and treadmill exercise than in those in other experimental groups during the early recovery stage. These results suggest that rehabilitation after neural stem/progenitor cell transplantation enhances neurogenesis and promotes the recovery of motor function in brain injury model mice. (C) 2013 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

DOI： 10.1016/j.neulet.2013.09.009

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：ELSEVIER IRELAND LTD  

The mechanism by which electrical stimulation affects formation of neuromuscular junctions (NMJs) remains unknown. NG108-15, a neural cell line, is commonly used in in vitro co-culture models of myotubes to observe synapse formation; therefore, we employed this model to observe the effects of electrical stimulation on NMJ formation. Initially, L6 cells were differentiated and NG108-15 cells were then added to the same culture dish. After 2 and 3 days of co-culture, the cells were electrically stimulated at 50 V and 0.5 Hz for 0, 5, 30, and 60 min (C, ES5, ES30, and ES60 groups, respectively) and were analyzed after co-culture for 4 days. Immunofluorescence experiments showed significantly increased aggregation of acetylcholine receptors and inhibition of neural outgrowth in the ES30 and ES60 groups. Furthermore, ADAM19 and phospho-ErbB3 were found to be specifically localized in co-cultured NG108-15 cells. Immunoblotting demonstrated that synapsin 1, ADAM19 precursor and its activated form, phospho-ErbB3, and ERK1 protein levels had increased in an electrical stimulation period-dependent manner. Thus, we found that electrical stimulation accelerated NMJ formation, possibly through activation of ADAM19/neuregulin/ErbB signaling in NG108-15 cells. (C) 2013 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

DOI： 10.1016/j.neulet.2013.04.006

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1016/j.neulet.2012.10.023

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：ELSEVIER SCIENCE INC  

The Polycomb-group complex is a chromatin regulatory factor that is classified into two different complexes: Polycomb repressive complex 1 and 2. Components of Polycomb repressive complex 1 are involved in the self-renewal of hematopoietic stem cells. Bmi1, one of these components, maintains the immaturity of neural and cancer stem cells as well as that of hematopoietic stem cells. We constructed recombinant protein transduction domain (PTD)-Polycomb proteins and transduced them into murine bone marrow (BM) cells. We designed and fused the PTD-protein transduction domain to three proteins (i.e., green fluorescent protein, Bmi1, and Mel18). Murine BM cells were incubated for 48 h and each PTD-Polycomb protein was added. Then, we analyzed the function of hematopoiesis using the colony assay and transplantation. BM cells exposed to PTD-Bmi1 showed an increased number of colonies. In contrast, BM cells exposed to PTD-Mel18 or to both proteins showed a decreased number of colonies. Hematopoietic cells derived from PTD-Bmi1-transduced BM cells were significantly increased in the peripheral blood at 6 weeks after transplantation. Moreover, 80% of mice transplanted with PTD-Bmi1-transduced BM cells died at 8 to 24 weeks after transplantation. However, only a few early deaths were observed in the mice transplanted with BM cells exposed to both PTD-Bmi1 and PTD-Mel18. We expect that hematopoietic stem cells could proliferate after transduction with PTD-Bmi1, but this may generate undesirable effects, e.g., tumorigenesis. Thus, Bmi1 and Mel18 have opposing functions and are present in distinct complexes. (C) 2012 ISEH - Society for Hematology and Stem Cells. Published by Elsevier Inc.

DOI： 10.1016/j.exphem.2012.05.005

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記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【目的】近年，ES細胞やiPS細胞の発見により，再生医療への期待が大きく膨らんでいる．しかし，その臨床的応用に際しては，倫理的あるいは腫瘍化のリスクや拒絶反応など，解決すべき問題が多い. 一方，ヒト骨髄間質細胞（human bone marrow stromal cells；以下hBMSCs）は，未分化の状態から，神経細胞, 骨細胞，軟骨細胞，脂肪細胞など，様々な細胞に分化する能力があることが報告されており，しかも先に述べたような問題は少ないとされている. これまでのhBMSCsに関する報告は, 腸骨由来のhBMSCsを用いたものがほとんどであり, 頭蓋骨由来のhBMSCsに間葉系幹細胞（Mesenchymal stem cells ; 以下MSCs）が含まれているという報告はみられない. 頭蓋骨由来のhBMSCsは, 頭蓋骨の骨髄に存在する. また, 骨髄は, 治療目的の脳神経外科手術で行う穿頭時に並行して得ることができるため, 対象患者より容易に入手することができる. よって, 頭蓋骨由来のhBMSCsにMSCsが含まれていることを示せれば, 新たな幹細胞のソースとして有力な候補になる.我々は, これまでに頭蓋骨由来のhBMSCsが神経細胞に分化しやすいという報告をした. しかし, 骨細胞, 軟骨細胞, 脂肪細胞などの間葉系組織への分化を示した研究は過去に存在しない. 現段階では頭蓋骨由来のhBMSCsにMSCsが含まれているとはいえない. そこで本研究では，頭蓋骨由来のhBMSCsにおける多分化能を形態学的・分子細胞生物学的に解析および検討を行い, 臨床に向けた多分化能の検討を行ったので報告する．【方法】ヒトの頭蓋骨から治療目的の脳神経外科手術時に骨髄細胞を採取し，培養皿に播種した．2 日後に培地交換によって浮遊細胞を除去し，培養細胞とした．70%confluentに達した細胞は, 神経分化誘導培地に切り替え, 100%confluentに達した細胞は，骨・軟骨・脂肪分化誘導培地に切り替え，さらに培養を継続した．培地交換は3 日に1 回行い，神経分化誘導培地での培養は10 日間, 骨分化誘導培地での培養は14 日間, 軟骨・脂肪分化誘導培地での培養は21 日間行った. 分化誘導前後でサンプリングを行い，各解析を行った．培養条件は5% CO <sub>2 </sub>，95%air，37℃とした．解析は，組織学的解析として骨・軟骨・脂肪細胞への分化を示すためにそれぞれアリザリンレッドS染色, アルシアンブルー染色, オイルレッドO染色法を用いた. また, 位相差顕微鏡, 免疫蛍光抗体法を用いて解析を行った. さらに分子細胞生物的解析として，RT-PCR法により骨・軟骨・脂肪細胞の各種分化マーカーの発現解析を行った．【説明と同意】本研究は，細胞採取に際して，広島大学医学部の倫理審査の承認を得た．また，対象患者には，手術前に骨髄採取を行うことを十分説明し，文書による同意を得て行った．【結果】それぞれの染色法にてhBMSCsの骨・軟骨・脂肪細胞への分化が確認された. また，位相差顕微鏡下では分化誘導後に神経・骨・軟骨・脂肪細胞特有の形態が観察された. 分子細胞生物学的解析では，分化誘導後に頭蓋骨由来のhBMSCsにおいて，骨・軟骨・脂肪分化マーカーの強い発現がみられた．【考察】頭蓋骨由来のhBMSCsは，神経・骨・軟骨・脂肪細胞に分化することが形態学的・分子細胞生物学的に示された．よって頭蓋骨由来のhBMSCSにMSCsが含まれていると考えられる. 頭蓋骨由来のhBMSCsは腸骨由来のhBMSCsよりもより神経細胞に分化しやすいという報告もあり, 頭蓋骨由来のhBMSCsは神経分化に優れた幹細胞であると考えられる. 今後は，骨・軟骨・脂肪細胞への分化能を頭蓋骨と腸骨で比較・検討したい.【理学療法学研究としての意義】今回，頭蓋骨由来のhBMSCsの分化誘導を行うことで，様々な細胞へ分化することが確認できた. 本研究は，従来の動物細胞を用いた実験よりも，臨床に直結したものであり，中枢神経系理学療法の基礎としてだけでなく，臨床応用に向けた再生医療の発展にも大いに貢献するものと考えられる．

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記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【はじめに、目的】近年，幹細胞を用いた再生医療への注目が高まっており，障害された身体や臓器の再生，機能回復を図る革新的な医療技術として期待されている．筋は，「収縮」という生命活動に必要不可欠な機能を持っている．in vitroにおいて，幹細胞から骨格筋細胞を分化誘導する研究も行われているが，これまでに収縮する筋線維は作成されていない．筋の再生医療に関する研究は発展途上であり，治療法として応用可能で安全性の高い筋細胞の分化誘導技術の開発が望まれている．細胞の増殖や分化は，成長因子やホルモン，サイトカイン等の液性因子と細胞表面に存在する特異的受容体との結合によって活性化される細胞内シグナル伝達による調節を受ける．筋細胞でも，液性因子の刺激によるシグナル伝達を介してMyoDファミリーの発現が誘導され，増殖や分化が制御されている．筋芽細胞の分化が，運動神経に似た性質を持つ神経芽細胞腫との混合培養によって促進されるとの報告があることから，神経芽細胞腫が産生する液性因子が筋の分化に影響するのではないかと考えた．そこで本研究では，ラット骨格筋由来の筋芽細胞を培養し，神経芽細胞腫の培養上清を用いて分化誘導することで，筋芽細胞分化に対して神経芽細胞腫の培養上清が与える効果を検討した．【方法】ラット骨格筋由来の筋芽細胞（L6 細胞株）およびマウス・ラット雑種神経芽細胞腫（NG108-15 細胞株）を各々培養し，L6が100%コンフルエントになった時点で，分化誘導培地に交換した．分化誘導時に，通常の分化培地を使用した通常分化群とNG108-15 増殖培地を調整した培地を使用した上清分化群の2 群に分け，分化誘導から2 日，4 日，6 日後で両群を比較した．倒立型位相差顕微鏡を用いて細胞の形態変化を観察し，蛍光免疫染色法によってmyosin fastの発現を評価した．また，RT-PCR法を用いて，筋分化マーカーであるmyogeninおよびMRF4 の発現を解析した．同様の実験系で分化誘導培地に交換するタイミングを4 日間遅らせる実験を行い，L6 培養状態の違いによってNG108-15 培養上清が筋分化に与える影響が変化するか検討した．【倫理的配慮、説明と同意】本研究は，（財）ヒューマンサイエンス振興財団 研究資源バンクより購入したL6 細胞株およびDS PHARMA BIOMEDICAより購入したNG108-15 細胞株を使用した．【結果】L6 が100%コンフルエントに達したと同時に分化誘導を行った場合は，通常分化群と比べ上清分化群で蛍光免疫染色によるmyosin fast陽性率が低く，筋分化，筋管形成が抑制さていた．100%コンフルエントに達して4 日後に上清を添加した場合には，上清分化群でmyosin fast陽性率が高く，筋管が多く観察された．【考察】本研究では，神経芽細胞腫培養上清を添加するタイミングの違いによって，筋芽細胞の筋分化を抑制する効果と促進する効果があることが示された．筋芽細胞とNG108-15 を混合培養する実験は，神経筋接合部のモデルとして多く用いられ，シグナル経路の活性化等により筋および神経の分化に影響することが報告されている．さらに，インスリン様成長因子（IGF）には異なるシグナル経路が存在し，筋芽細胞増殖時では分化を抑制し，筋分化時では分化を促進する作用を持つという報告がある．このことから，NG108-15 培養上清に含まれる因子によって，何らかのシグナル経路が活性化され，筋芽細胞分化に作用したことが考えられる．また，上清を添加するタイミングによって活性化されるシグナル経路が異なり，分化を抑制または促進するという逆の結果になったと考えられる．今後，骨格筋分化のメカニズムを含め，分化誘導方法等をさらに詳細に検討したい．【理学療法学研究としての意義】難治性疾患に対する新たな治療法として再生医療の開発が進んでいる．筋ジストロフィー症など筋変性疾患おいては，現時点で有効な治療法は確立されていないため，臨床応用が期待されているが，これまでの細胞移植治療では移植細胞の分化率や生着率が低いことが難点とされている．本研究で示されたNG108-15 培養上清が筋細胞の分化に与える効果は，筋の再生医療において，筋分化誘導技術の発展に貢献すると考える．さらに筋再生医療では，どのような理学療法が有効であるか考察していきたい．

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記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【目的】ヒト骨髄間質細胞 （human bone marrow stromal cells：以下hBMSCs） は，様々な細胞に分化する能力を有する細胞である．また，自家移植が可能で，免疫拒絶や倫理的な問題を回避できるという大きな利点を持つ．すでに，脳梗塞患者に対して腸骨由来hBMSCs （iliac bone marrow stromal cells：以下iBMSCs）を用いた細胞移植の治験も行われており，神経再生医療への期待が高まっている．我々は，新たなhBMSCsの候補として，頭蓋骨由来hBMSCs （cranial bone marrow stromal cells：以下cBMSCs） に着目した．cBMSCsは，頭蓋骨の骨髄に存在し，通常の脳神経外科手術で行う穿頭の際に採取することができる．我々は，cBMSCsが神経細胞に分化しやすいという報告も行っており，移植後の神経再生の細胞のソースとして有用であると考えている．しかし，iBMSCsとcBMSCsの特性について，比較検討した報告はみられない．そこで本研究では，神経分化誘導後に，cBMSCsとiBMSCsとの比較を行い，神経分化能にどのような違いがあるかを形態学的・分子細胞生物学的な解析を行い検討した．【方法】ヒトの頭蓋骨および腸骨から骨髄細胞を採取し，培養皿に播種した．2 日後に培地交換によって浮遊細胞を除去し，培養細胞とした．細胞が70% confluentに達するまで増殖培地で培養した後，神経分化誘導培地に移して神経分化誘導を行った．培地交換は3 日に1 回行い，神経分化誘導培地での培養は10 日間行った．神経分化誘導前後でサンプリングを行った．培養条件は5%CO2，95%air，37℃とした．解析は，神経分化誘導前の細胞に対しては，FACSを用いて細胞表面の抗原解析を行った．形態学的解析として，位相差顕微鏡を用いた形態観察と，神経分化マーカーを用いた免疫染色を行った．分子細胞生物的解析としては，神経分化誘導前後での神経系細胞の各種マーカーの発現を， RT-PCR法，Western Blot法にて解析した．【説明と同意】本研究は，細胞採取に際して，広島大学大学院医歯薬保健学研究科の倫理審査の承認を得た．また，対象患者には，手術前に骨髄採取を行うことを十分説明し，文書による同意を得て行った．【結果】神経分化誘導前では，FACSにおいて，iBMSCsと同様に，cBMSCsでも間葉系マーカーの発現がみられた．また，cBMSCsでは，分子細胞生物学的解析により，神経外胚葉マーカーの発現がみられた．神経分化誘導後の形態学的解析では，cBMSCsにおいて，iBMSCsよりも，神経細胞様の突起を伸ばす細胞が多く観察された．免疫染色においても，神経分化誘導後に神経分化マーカー陽性細胞がcBMSCsで多く観察された．また，分子細胞生物学的解析では，cBMSCsでiBMSCsよりも神経分化マーカーの強い発現がみられた．【考察】cBMSCsは，iBMSCsよりも神経細胞に分化しやすいことが，形態学的・分子細胞生物学的解析にて示された．これは，他の骨が発生学的に中胚葉由来であるのに対し，頭蓋骨の一部が神経系と同様に外胚葉由来であるためと考えられる．実際に，cBMSCsは神経分化誘導前でも神経外胚葉マーカーや，幼若な神経マーカーの発現がみられた．このことから，cBMSCsは，外胚葉由来の細胞集団を多く含む細胞であると考えられる．【理学療法学研究としての意義】cBMSCsは神経系細胞へと分化しやすいことが示唆された．本研究は，ヒトの細胞を用いた神経分化誘導の実験で，従来の動物細胞を用いた実験よりも臨床に直結するものである．そのため，中枢神経系理学療法の基礎としてだけでなく，再生医療の発展にも貢献するものと思われる．また，hBMSCsの採取部位による性質の違いについて明らかにしたことは，今後細胞移植治療を行っていく上で非常に重要であると考えられる．今後は，cBMSCsに電気刺激を加えたり，cBMSCsを中枢神経系の疾患モデル動物に移植した後に運動を行うなどして，物理療法や運動療法の効果について検討し，理学療法のエビデンスの向上に貢献したい．

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記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【はじめに、目的】近年，iPS細胞やES細胞等の万能細胞の発見により再生医療の実用化が加速している．神経再生医療分野においても臨床応用が現実味を帯びており，脳卒中患者に対する骨髄由来細胞を使用した自己幹細胞移植で運動機能回復が促進される治験例が報告されている．移植の効果に関して，細胞移植により一定の効果があることが示されているが，その回復が十分でないケースも報告されている．我々はこれまで，脳損傷モデルマウスを用い，神経幹/前駆細胞移植後に運動介入を行うことで，移植後の機能回復促進に対するリハビリテーション効果を報告してきたが，回復過程における脳内変化は明らかでない．そこで本研究では，脳損傷モデルマウスを用い，神経幹/前駆細胞移植後に運動を行わせ，運動機能変化および回復過程における脳内の変化について検討した．【方法】脳損傷モデルマウスを作製し，損傷7 日後に，細胞移植を行った．移植細胞には，マウスES細胞由来神経幹/前駆細胞を用いた．細胞移植後の運動として，移植翌日よりトレッドミルを使用し運動を行わせた．実験群は，細胞移植のみを行う群 （trans群），運動のみを行う群 （ex群），細胞移植後に運動を行う群 （trans+ex群），治療を実施しない群 （cont群），頭部切開のみの群 （sham群） の5 群とした．運動機能評価には，rotarod testおよびbeam walking testを用いた．組織学的評価として，神経分化マーカーのMAP2 およびアストロサイト分化マーカーのGFAPで免疫染色を行い，移植細胞の動態を評価した．また，運動機能回復過程における脳損傷領域での遺伝子発現変化を解析するため，損傷後11，15，28，35 日に脳を摘出した．摘出後，損傷領域よりmRNAを抽出しreal-time PCR法を用いて，脳由来神経栄養因子 （brain-derived neurotrophic factor : BDNF）や成長関連タンパク質 （growth associated protein-43 : GAP43）の発現を解析した．【倫理的配慮、説明と同意】本研究は，広島大学の動物実験委員会指針及び広島大学自然科学研究支援センターの動物実験施設の内規に従って行った．【結果】運動機能評価では，cont群と比較してtrans群，ex群で運動機能の改善がみられた．さらに，trans+ex群で最も運動機能が改善した．免疫組織学的解析では，MAP2 の陽性率は，trans＋ex群でtrans群と比較して高かった．損傷領域におけるBDNFやGAP43 は，回復初期過程においてtrans＋ex群で最も強い発現を示した．【考察】GAP43 は，傷害後の再生ニューロンに強く発現し，損傷後の可塑性に影響することが報告されている．BDNFおよびGAP43 の発現は，trans＋ex群で最も強かったことから，細胞移植後の運動介入により生じる運動機能回復は，BDNF GAP43 経路を介した，移植細胞も含めた神経回路の再編成による可能性が考えられる．【理学療法学研究としての意義】再生医療の対象疾患の多くは，同時に理学療法の対象でもある．再生医療の臨床応用が期待される中で，脳損傷に対する細胞移植後のリハビリテーションの有効性が示されたことは，神経再生医療分野における理学療法の発展に大きく寄与するものと考える．

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記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【はじめに】 神経筋接合部(NMJ)は,運動神経と骨格筋との間に作られるシナプスである.理学療法において電気刺激は多用されるが,どのような機序でNMJ形成に作用しているかは不明である.神経系細胞であるNG108-15は筋細胞と共培養すると機能的シナプスを形成する事が知られており,NMJの形成を観察するのに用いられる細胞である.今回我々は,神経筋共培養モデルを用いて電気刺激の効果を調べたので報告する.【方法】 ラットL6骨格筋細胞を100mmディッシュに播種し,増殖培地(DMEM-H 10％FBS)で4日間増殖培養した.80％コンフルエントになった後,分化培地(DMEM-H 2％FBS)に交換し,5日間分化培養して筋管を形成させた.また,運動神経に似た性質を持つコリン作動性神経系細胞であるラットグリオーマ,マウスニューローマの雑種細胞NG108-15は,増殖培地(DMEM-H 10％FBSヒポキサンチンナトリウム 5mM,アミノプテリン,20μMおよびチミジン 0.8mM)で増殖培養した後,分化させたL6骨格筋細胞の培養皿へ移し共培養した.共培養2日後より2日間電気刺激を行い,共培養4日後に解析用の観察試料の作成を行った.電気刺激条件は,矩形波,パルス幅2.0ms,刺激頻度0.5Hz,刺激強度50vとした.実験群は骨格筋だけ培養する(骨格筋群),電気刺激を行わない(共培養群),共培養したものに電気刺激を5分間行う(5分群),30分間行う(30分群),60分間行う(60分群)の5群とした.解析はα-bungarotoxinとNeurofilament-H(NF-H)の発現を蛍光免疫染色で観察した.また,アセチルコリンレセプター(AchR)の集積数を計測した.Synapsyn1,Agrin,ADAM19,ERK1/2の発現をウェスタンブロッティング法により観察した.【結果】 蛍光免疫染色の観察では,30分群,60分群において神経突起の伸長が抑制されているのが観察された.また,ウェスタンブロッティング法による観察でも同様にNF-Hの発現が30分群,60分群で低下していた.一方,AchRの集積数は30分群,60分群で多くなっていた.シナプス関連タンパクであるSynapsyn1も同様に30分群,60分群で強い発現を示した.Agrinは共培養群,5分群で強い発現を示したが,30分群,60分群では発現が低下していた.ADAM19活性型の発現が30分群,60分群で亢進していた.またErk1/2は30分群,60分群で時間依存的に強く活性化されていた.【考察】 電気刺激時間の長い30分群,60分群では,神経突起の伸長が抑制されていた.過去の研究でも持続的な電気刺激は神経突起の伸長を抑制する事を示唆する報告もあり,本研究の結果も同様であった.一方,NMJの形成について観察するとAchRの集積数や,Synapsyn1の発現は30分群,60分群で亢進していた.この事より30分間から60分間の電気刺激はシナプスの形成を促進する事が示唆された.NMJ形成には,Agrin/Musk系やNeuregulin系が関与している事が分かっている.近年のin vitroの研究でAgrinはAchR集積促進に,Neuregulin系は抑制に働く事が報告されている.しかし,過去の報告とは対照的にAchRの集積が促進される電気刺激条件で,Agrinの発現は抑制され,Neuregulin系の上流であるADAM19は活性化し,下流のERK1/2も活性化されていた.この相違は過去の研究がシナプスのない状態で行っている事が影響していると考えられた.以上の事から,電気刺激によるNMJ形成の促進は,Agrin系でなくADAM19の活性化から始まるNeuregulin系により制御されている事が示唆された.また,今回の検討に用いた神経筋共培養モデルは,生体に近い状態を再現し電気刺激の効果を検討するのに有用である事が考えられた.【理学療法学研究としての意義】 電気刺激療法がNMJ形成にどのように影響するか詳細な報告はない.本研究ではin vitroにおけるNMJ形成について検討を行った.NMJ形成には，様々な機序が関与しているが未だ不明な点が多い.今後,本研究をさらに進めれば電気刺激の作用機序の詳細が明らかになり,新たな理学療法治療の開発へと繋がると考えられる.

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記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【目的】 中枢神経系疾患は，理学療法の対象疾患の中でも，治療に難渋することが多い．これらの疾患に対して，再生医療の臨床応用の試みがなされている．再生医療の中でも，体外で増幅させた細胞を移植する細胞移植治療が注目されている．なかでも，骨髄間質細胞は，自家移植が可能であることから，臨床応用が期待されている．しかし，これまでの研究における骨髄間質細胞の移植による神経新生の効果には検討の余地がある．今後，再生医療の実現化により，目的に応じて，体外で操作した細胞の移植と，その細胞の機能性が問われることになる．我々はこれまでに，電気刺激によって効率的に骨髄間質細胞を神経に分化誘導し，細胞移植後も一定の効果を得たことを報告した．しかし，どのような分化程度の細胞が，移植に効果的であるかは検討していない．そこで，本研究では，マウス骨髄間質細胞の培養の際に電気刺激を行って，分化の程度を分け，形態学的，分子細胞生物学的に検討した．また，脳挫傷モデルを作製し，その移植効果を検討した．【方法】 成体マウスの両側大腿骨及び脛骨から骨髄細胞を採取し，培養皿に播種した．2日後に培地交換によって浮遊細胞を除去し，培養細胞とした．増殖培地で，数回継代後，神経分化誘導培地に移し，電気刺激を行う群（ND+E群）と電気刺激を行わない群（ND群）に分けた．位相差顕微鏡を用いて形態学的な観察を行い，神経系細胞の分化マーカーの発現を免疫抗体法及びRT-PCR法により検討した．これらの細胞は，分化誘導7日後と14日後に，中枢神経系疾患モデルとして作製した脳挫傷モデルマウスに移植した．移植は，損傷7日後に行い，損傷前，及び損傷2日から 28日後に運動機能を評価した．脳損傷から28日後にマウスから脳を摘出し，免疫染色を行った．【説明と同意】 本研究は，広島大学の動物実験委員会指針及び広島大学自然科学研究支援センターの動物実験施設の内規に従って行なった．【結果】 形態観察では，ND+E群で突起を伸ばした細胞が多くみられた．RT-PCR，免疫染色では，分化誘導7日後において，ND+E群で神経分化早期のマーカーが，ND群に比べて強く発現した．さらに分化誘導14日後では，ND+E群で成熟神経細胞マーカーの発現が強くなった．ND群では，成熟マーカーの発現はほとんどみられず，神経分化早期のマーカーの発現がみられた．細胞移植に関して，分化誘導7日後の細胞を移植した群は，ND+E群の細胞を移植した脳挫傷モデルマウスの運動機能が有意に改善した．また，脳の免疫染色においても，ND+E群の移植細胞の神経細胞への分化率が有意に高かった．分化誘導14日後の移植細胞は，ND群に比べ，ND+E群の細胞を移植した群の運動機能の成績が悪かった．【考察】 電気刺激を使って神経分化誘導を行うと，7日後に神経分化早期のマーカーの発現が強くなった．また，14日後には，成熟神経細胞の分化マーカーの発現が強くなった．それに対して，電気刺激をしない群では，7日後では，分化マーカーの発現はほとんどみられなかった．14日後では，神経分化早期のマーカーの発現に留まっていた．分化誘導7日と14日の細胞を脳損傷モデルマウスに移植したところ，電気刺激をした群で7日間培養した細胞が最も良い成績を得た．また，成熟神経細胞のマーカーの強い発現がみられた電気刺激群の14日間培養した細胞では，移植効果があまり得られなかった．このことから，本研究で培養した電気刺激によって早期の神経分化－マーカーの発現を誘導された細胞が，中枢神経系疾患への移植効果が高い可能性が示された．また，分化誘導をかけ過ぎた細胞では，あまり効果は得られなかった．比較的同様の発現パターンを示した細胞でも，内容日数が長期に及ぶと，移植効果が得難くなる傾向が示された．上記の結果をもとに，今後は，移植細胞のキャラクターを詳細に検討し，どのような細胞が，生着，分化，ネットワークの再形成において機能的な細胞であるか解明する必要がある．【理学療法学研究としての意義】 近年，再生医療が身近なものとなってきており，臨床応用の実現に確実に歩を進めている．これらの時代の流れの中で，理学療法士の技術と知識には，より専門的なものが求められる．再生医療において，理学療法士がどのような治療が出来るか，培養実験や動物実験で検討していくことは，理学療法研究の発展のためにも重要である．

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記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【はじめに、目的】 従来，中枢神経は損傷後，再生しないと考えられてきた．しかし，成熟脳での内在性神経幹細胞が発見され中枢神経再生の可能性が示された．脳虚血，脳外傷などの脳損傷時には，内在性の神経幹細胞が増殖すると報告されているが，同時にこの再生能力には限界があり，極めて少ない神経細胞しか補充されないことも報告されている．他方，再生医療の研究の進歩により，体外から必要な細胞を補うことで機能回復が促進される可能性が示された．その機能回復に関しては，神経幹/前駆細胞を移植することで機能が回復するが，その回復が十分でないケースもあるため，より効果性の高い外来性細胞移植の方法を確立する必要がある．そこで本研究では，脳損傷モデルマウスを作製し，神経幹/前駆細胞移植後に運動を行わせ，運動が移植細胞に与える影響について検討した．【方法】 移植細胞にはES細胞由来神経幹/前駆細胞を用いた．中枢神経疾患モデルとして脳損傷モデルマウスを作製し，損傷7日後に，静脈経由で細胞移植を行った．細胞移植後の運動として，移植翌日よりトレッドミルを使用し運動を行わせた． 実験群は，細胞移植のみを行う群 ( trans群), 運動のみを行う群(ex群), 細胞移植後に運動を行う群 (trans+ex群), 治療を実施しない群 (cont群), 頭部切開のみの群 (sham群) の5群とした．運動機能評価にはrotarod testおよびbeam walking testを行い，損傷1週後，2週後，3週後，4週後，5週後に実施した．組織学的評価として，脳損傷5週後に脳を摘出し，神経分化マーカーであるMAP2およびアストロサイトの分化マーカーであるGFAPの免疫染色を行い，移植細胞の動態を評価した．また，RT-PCR法を用いて，損傷領域における脳由来神経栄養因子 (Brain-derived neurotrophic factor : BDNF) やシナプスマーカーの発現を解析した．【倫理的配慮、説明と同意】 本研究は，広島大学の動物実験委員会指針及び広島大学自然科学研究支援センターの動物実験施設の内規に従って行った．【結果】 運動機能評価では，cont群と比べ，trans群やex群で運動機能が改善した．さらにtrans+ex群では，最も運動機能が改善した．免疫組織学的解析では，MAP2の陽性率は，trans＋ex群でtrans群と比較して高かった．また，GFAPの陽性率は，trans＋ex群とtrans群の間で差はみられなかった．損傷領域におけるBDNFやシナプスマーカーの発現はtrans＋ex群で強かった．【考察】 運動が，損傷脳の回復に貢献するメカニズムとして，BDNFが注目されている．中枢神経疾患モデル動物に，損傷後，運動を行わせることでBDNF mRNAやタンパク質の発現が上昇するという報告は多い．また，運動により側脳室周囲や海馬歯状回などに存在する内在性の神経幹細胞の神経分化が促進されることも報告されている．ex群で，運動機能が改善したメカニズムとして，運動によって放出されたBDNFが，内在性神経幹細胞の神経分化に影響し，神経新生を促進したことが考えられる．さらに，trans＋ex群が実験群の中で，最も運動機能が改善した．組織学的解析では，trans群と比較して，trans＋ex群で移植細胞の神経分化が促進された．BDNFは，内在性の神経幹細胞に対し神経分化を促進することがin vitroおよびn vivoの実験より報告されている．本研究で移植細胞の神経分化が促進されたメカニズムとして，運動により発現が上昇したBDNFが外来性の神経幹/前駆細胞にも作用したことが考えられる．さらに，シナプスマーカーにも変化がみられたことから損傷領域におけるネットワーク再編に移植や運動が影響したことが考えられる．今後，外来性移植細胞に運動が与える影響について，そのメカニズムを含めさらに詳細に検討したい．【理学療法学研究としての意義】 内在性の神経幹細胞が発見され，損傷後の機能回復を目的として，内在性の神経幹細胞に及ぼす運動効果が期待されているが，増殖能に限りがあるなどの問題点も存在し，十分な回復が望めるとは言い難い．そのような問題点をふまえ，万能細胞から作製した神経幹/前駆細胞の移植が進められる中で，外来性の神経幹/前駆細胞に対しても運動が効果を及ぼすことは，再生医療分野における理学療法の発展に重要であると考える．

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記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【目的】神経筋接合部（以下NMJ）は、運動神経と骨格筋との間に作られるシナプスで、神経終末、運動終板、そして終末シュワン細胞からなる。骨格筋損傷後の再生筋において、いつからどのような形態的変化を経て再生されるか詳細は不明である。今回我々は形態的、細胞生物学的にNMJの再生過程を調べた。<BR>【方法】12週齢のC57BL/6マウスの前脛骨筋に、カルディオトキシン(以下CTX)1mM 2.0mlを筋注し、再生筋モデルマウスを作成した。サンプリングは、2、3、4、7、14、21日後に前脛骨筋を摘出し、光学顕微鏡試料、電子顕微鏡試料を作成し、間接的ELISA用にタンパクを抽出、半定量的RT-PCR用にRNAを抽出した。光学顕微鏡試料は、横断面、縦断面の凍結切片を作成した。横断面は、α-bungarotoxin(以下α-bun)とneuforilament（以下NF）、 caveolin-3（以下cav-3）で蛍光免疫二重染色し共焦点レーザー顕微鏡で観察した。またα-bunで染色した免疫電顕試料を作成し電子顕微鏡でアセチルコリンレセプター(以下AchR)の局在を観察した。縦断面はα-bun、NFで蛍光免疫二重染色し共焦点レーザー顕微鏡で0.5μm毎に走査して3Dスタック像を作成し3次元的に観察をした。電顕試料は電子顕微鏡にて微細構造の観察をした。間接的ELISA法を行いタンパクレベルでのAchRの発現量を定量した。RNAはRT-PCR法でAchRαサブユニットの発現量を半定量した。<BR>【結果】蛍光免疫染色で3日後よりα-bun、cav-3が発現し、3日後の免疫電顕ではα-bunが細胞膜に点在し、運動終板での集積が弱かったが、4日後では運動終板に局在し発現した。3Dスタック像では、4日後よりα-bunの椀状の発現が観察され、7日後にそれが繋がり数珠状、14日後にはコントロールと同様な発現パターンになった。電顕では4日後よりシナプス小胞、活性帯、シナプスひだを備えたNMJが観察できた。間接的ELISAでは、AchRの発現が4日後で亢進し、7日後で低下、14日後でコントロールと同様になった。RT－PCRの所見から、AchRαサブユニットのmRNA発現が2から4日後にかけて亢進、7日後で低下、14日後でコントロールと同様となった。<BR>【考察】本研究からNMJ再生は早期より筋再生と並行して起こる事が分かった。NMJ再生は、筋再生にとって重要である事が示唆された。CTX投与3日、4日後の免疫電顕で観察を進めると、蛍光免疫染色と同様に神経終末の近くでAchRの発現が強かったが、神経終末と接触している部位以外の細胞膜上でも弱い発現が観察された。よって筋再生早期におけるAchRの集積は神経終末に誘導される方法と再生筋細胞が自律的に行う方法が考えられた。3Dスタック像の観察から、再生が進むにつれて運動終板は椀状のくぼみとその連続性の繰り返しにより構造ができあがっていく事が分かった。以上より最終的な運動終板の構造は、軸索から伸張してくる多数の神経終末により誘導される事が考えられた。<BR>【理学療法学研究としての意義】理学療法がNMJ再生にどのように影響するか詳細な報告はない。本研究では、NMJ再生について主に形態的変化の検討を中心に行った。NMJ再生には，様々な機序が関与しているが未だ不明な点が多い。今後研究をさらに進めれば再生機序の詳細が明らかになり、新たな理学療法治療の開発へと繋がると考えられる。

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記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【目的】<BR>理学療法の対象疾患である，中枢神経系疾患に対する再生医療が始まろうとしている．骨髄間質細胞は，自家移植可能であることから，臨床応用が期待されている．しかし，骨髄間質細胞を神経細胞に分化誘導する際に，サイトカインの多用や遺伝子導入によるがん化や免疫拒絶の諸問題がある．近年，電気，超音波等の物理的刺激に対する細胞応答の研究が注目されており，神経細胞への分化の際に電気刺激を用いた報告も散見される．しかし，骨髄間質細胞を用いた同様の報告は極めて少ない．このような物理的刺激を用いて移植細胞の分化を制御することは，従来の培養法に比べ安全な細胞の培養法につながるものである．そこで，本研究では，マウス骨髄間質細胞の培養の際に電気刺激を行い，形態学的，分子細胞生物学的に検討した．また，脳挫傷モデルを作製し，その移植効果を検討した．<BR><BR>【方法】<BR>成体マウスの両側大腿骨及び脛骨から骨髄細胞を採取し，培養皿に播種した．2日後に培地交換によって浮遊細胞を除去し，培養細胞とした．増殖培地で70% confluentになるまで培養した後，神経分化誘導培地に移し，電気刺激を行う群（ND+E群）と電気刺激を行わない群（ND群）の神経への分化率の検討を行った．位相差顕微鏡を用いて形態学的な観察を行い，神経系細胞の分化マーカーの発現を免疫抗体法及びRT-PCR法により検討した．これらの細胞は，分化誘導7日後に，中枢神経系疾患モデルとして作製した脳挫傷モデルマウスに移植した．電気刺激の効果の検討のため， p38 MAPKの活性化を解析した．また，分化誘導14日後まで培養を継続し，分化率を検討した．移植は，損傷7日後に行い，損傷前，及び損傷2日から 28日後に運動機能を評価した．脳損傷から28日後にマウスから脳を摘出し，免疫染色を行った．<BR><BR>【説明と同意】<BR>本研究は，広島大学の動物実験委員会指針及び広島大学自然科学研究支援センターの動物実験施設の内規に従って行なった．<BR><BR>【結果】<BR>形態観察では，ND+E群で突起を伸ばした細胞が多くみられた．RT-PCRでは，分化誘導7日後において，ND+E群で神経分化早期のマーカーが，ND群に比べて強く発現した．さらに分化誘導14日後では，ND+E群で成熟神経細胞マーカーの発現が強くなった．免疫染色では，分化誘導14日後において，ND+E群で成熟神経細胞の陽性細胞数が，ND群に比べて多かった．ND+E群でp38MAPKの活性化がみられた．ND+E群の細胞を移植した脳挫傷モデルマウスの運動機能は，有意に改善した．また，脳の免疫染色においても，ND+E群の移植細胞の神経細胞への分化率が有意に高かった．<BR><BR>【考察】<BR>骨髄間質細胞に対する神経分化誘導の際に電気刺激を行うと，14日後に神経細胞の分化マーカーの発現が強くなった．電気刺激により通常の神経分化誘導培養よりも分化が促進される可能性が示唆された．電気刺激を行った細胞で，p38MAPKの活性化がみられたことから，電気刺激がp38MAPKを介して分化を促進すると考えられる．また，電気刺激を行った細胞を脳挫傷モデルマウスに移植したところ，移植を行わなかったマウスに比べ，高い割合で神経細胞として生着し，運動機能の有意な改善がみられた．このことから，本研究で培養した細胞が，中枢神経系疾患への細胞移植治療への利用が可能であることが示された．マウスの骨髄間質神経細胞の培養及び細胞移植において，電気刺激で分化を促進できるということは，安全な細胞移植法の確立に寄与するものと思われる．今後は，細胞移植後の理学療法介入効果も検討していきたい．<BR><BR>【理学療法学研究としての意義】<BR>再生医療の臨床応用が着々と進む中で，理学療法の対象となる疾患の治療が革新的に変化する可能性がある．再生医療に関する知識と，再生医療と理学療法の関わり方を動物実験等で検討していくことは，今後の理学療法の発展の上で重要である．

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記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【目的】<BR> 近年，従来の治療では根治が困難である疾患に対する新たな治療として，再生医療が注目されている．理学療法の対象である脳卒中，脊髄損傷，パーキンソン病等の中枢神経疾患は，同時に再生医療の対象でもある．脳虚血や脳挫傷等の疾患モデル動物に対して細胞移植を行った先行研究では，細胞移植により運動機能の回復が促進されることが報告され，中枢神経疾患に対する細胞治療の効果が示唆されている．しかし，細胞移植を受けた疾患モデルであっても，その回復が十分でないケースもある．さらに，新生した神経細胞が正しいネットワークを築くことができるのか不明であるという報告もあり，新生ニューロンの再教育の重要性が示唆されている．すでに日本や諸外国でも再生医療の臨床治験が始まり，一般臨床現場への導入が現実味を帯びてきた．その中にあって細胞移植後に，より機能回復を促進する治療法の確立は急務である．しかし，細胞移植後にリハビリテーションを行い，リハビリテーションと細胞治療の相加効果を検討した報告は極めて少ない．そこで本研究では，脳損傷モデルマウスへの細胞移植後に運動を行わせ，その効果を検討した．<BR><BR>【方法】<BR> 移植細胞にはES細胞由来神経幹細胞を用いた．中枢神経疾患モデルとして脳損傷モデルマウスを作製し，損傷7日後に，静脈経由で細胞移植を行った．細胞移植後のリハビリテーションとして，移植翌日よりトレッドミルを使用し運動を行わせた． 実験群は，細胞移植のみを行う群 (trans群), 運動のみを行う群(ex群), 細胞移植後に運動を行う群 (trans+ex群), 治療を実施しない群 (cont群), 頭部切開のみの群 (sham群) の5群とした．運動機能評価にはrotarod testおよびbeam walking testを行い，損傷1週後，2週後，3週後，4週後，5週後に実施した．組織学的評価として，脳損傷5週後に脳を摘出し，神経分化マーカーであるmicrotube associated protein 2 (MAP2) およびアストロサイトの分化マーカーであるgrail fibrillary acidic protein (GFAP) の免疫染色を行い，移植細胞の動態を評価した．<BR><BR>【説明と同意】<BR> 本研究は，広島大学の動物実験委員会指針及び広島大学自然科学研究支援センターの動物実験施設の内規に従って行った．<BR><BR>【結果】<BR>運動機能評価では，cont群と比べ，trans群やex群で運動機能が改善した．さらにtrans+ex群では，最も運動機能が改善した．免疫組織学的解析では，MAP2の陽性率は，trans＋ex群でtrans群と比較して高かった．また，GFAPの陽性率は，trans＋ex群とtrans群の間で差はみられなかった．<BR><BR>【考察】<BR> 以上の結果より，細胞移植後のリハビリテーションの重要性が示された．細胞移植後に運動介入をすることで，移植した神経幹細胞のニューロン分化が促進されたことが，trans＋ex群で最も運動機能が回復した要因として考えられる．今後は，運動により移植細胞のニューロン分化が促進されるメカニズムについて検討したい．<BR><BR>【理学療法学研究としての意義】<BR> 脳卒中，脊髄損傷，パーキンソン病等は，理学療法の重要な対象疾患であり，同時に再生医療の対象でもある．すでにES細胞を用いた臨床治験が米国で始まり，一般臨床現場への導入が現実味を帯びてきた．再生医療の到来は，理学療法の臨床現場に大きな影響を与えることが予測される．ES細胞由来神経幹細胞の移植効果を検討するだけでなく，理学療法学の視点から細胞移植後のリハビリテーション効果を検討することは重要であると考える．今後は，運動が移植細胞に与える影響のメカニズムおよび効果的な運動介入の方法について検討したい．

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本組織細胞化学会  

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本組織細胞化学会  

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記述言語：日本語   出版者・発行元：日本組織細胞化学会  

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記述言語：日本語   出版者・発行元：社団法人 日本理学療法士協会関東甲信越ブロック協議会  

【はじめに】外傷の程度から予想されるより遷延して右手指の疼痛を訴えた症例を経験した。症状は温熱、運動、薬物療法で改善しなかったが、右肩痛に対して徒手療法で疼痛緩和を行った所、即座に手指の症状が緩和した本例の経過から、中枢の痛覚認知機構の可塑的変化を疑い、鏡を用いた認知的課題を行い、その効果を検討した。<BR>【対象】59才女性。7月22日交通事故でA病院入院。第2腰椎圧迫骨折、小腸穿孔、穿孔性腹膜炎、変形性指関節症と診断。8月10日にコルセット作成し院内ADL自立。痛みが強く一人で暮らせないと申し出があり、8月30日当院に転院。右手指、右肩、体幹、臀部、右大腿部、右足部に疼痛があった。<BR>【方法】治療を第1期(11月24日～11月30日の5日間)でミラーセラピー(以下MT)と第2期(12月11日～12月13日の3日間)で他動可動域訓練に分けて行った。MTでは5分間、鏡に映った健側手指の鏡像の自動屈曲伸展運動を見て、この時手指伸展位で安静にしている患側も同様に動かしているようにイメージする。次の5分間で、鏡を見ながら患側も同様の自動運動を健側と同期させて行った。この時、痛みの無い範囲で行うように指示した。第2期では右DIP関節、右PIP関節の他動可動域訓練を行った。評価は疼痛をVAS、握力をデジタル握力計、自動可動域を関節角度計、浮腫は第3指基節骨部周径をメジャーで計測、皮膚色をデジタルカメラで撮影して行った。評価期間は11月22～12月14日で、１週間毎に計4回計測した。手指以外に対する治療は中止する事なく継続して行った。<BR>【経過】計測結果は11月22日、12月1日、8日、14日の順に示す。VAS:37mm、6mm、11mm、10mm。握力（右/左）:6.1/12.8kg、10.7/13.6kg、11.8/15.0kg、11.9/14.3kg。第3指DIP関節屈曲可動域(右/左):50/62°、60/60°、62/70°、70/68°。第3指PIP関節屈曲可動域(右/左):84/94°、94/92°、90/100°、100/90°。第3指基節骨部周径(右/左):6.6/6.4mm、6.5/6.3mm、6.4/6.2mm、6.5/6.3mm。11月22日であった発赤が、12月1日～14日では消失（写真による評価）。以上より、第1期介入後、疼痛、握力、自動関節可動域、皮膚色に改善がみられたが、浮腫の程度に大きな変化は無かった。第２期介入後では可動域に改善がみられた。<BR>【考察】本例は肩の治療で即座に手指の症状が緩和した事を契機にMTを行った。これに関連して、McCabe CS は肩へのコットンの触刺激が手指の疼痛を増悪させたCRPStype1の症例を報告している。この様な現象はMT適応の契機になると考える。経過よりMTが疼痛緩和、機能障害改善に影響したと考える。第２期介入後の可動域改善は疼痛による不動で拘縮が生じていた事を示していると考える。従って、本例ではより早期からMTの適応を検討すべきであったと考える。MTの適応方法に諸家で違いがあり、今後さらなる検討が必要である。

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