新規人工シナプスコネクターと再生環境整備による超回復―神経再生への新規治療展開－

通过新型人工突触连接器和再生环境准备实现超级恢复 - 神经再生新疗法开发 -

基本信息

批准号：
21H02817
负责人：
武内恒成
金额：
$ 10.82万
依托单位：
Aichi Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

中枢神経系損傷に対する治療およびその基盤となる基礎研究を目指し、神経再生阻害因子CS（コンドロイチン硫酸）の除去による再生環境整備と人工シナプスコネクターを用いた積極的な神経の人為接続という２つの異なる新しい再生医療へのコンセプトを融合し、「超回復モデルの作成と検証」と「超回復を活かしてのAIモーションキャプチャーによる機能改善過程の解析」をとくに推進する。再生阻害因子の制御ではCS発現抑制のための核酸医薬の導入（Nature Commun.）を、シナプスコネクターは我々の国際共同研究によって作成及び実証された新規人工合成キメラタンパク質CPTX（Science　2019）を応用するものである。本年度はおもに下記の2点を中心に推進した。１）既存の脊髄損傷モデルの生理的回復と修復を遥かに凌駕する超回復モデルの作製中枢神経系損傷に対して、阻害因子であるCSの発現を核酸医薬で抑制し「再生環境整備」とともにと人工的シナプスコネクターCPTXによる「シナプスの人為的積極的結合」の融合を進めるものである。当初、相加相乗的な効果を期待したが、CPTXの機能が細胞外基質であるCSで制御されるという想定外の画期的な結果を得ている。とくにCSの硫酸化量がCPTXの組織トラップ（神経組織局部への留置）に機能するという結果を得て解析を進めている。これは神経再生における細胞分化へも繋がる内容となり大きな展開を得ている。２）超機能回復への“AIモーションキャプチャー（キネマトレース）解析”の導入と確立　　客観的かつ定量的な運動機能回復評価が可能な「AI機械学習を利用したモーションキャプチャー」システムを構築した。歩行機能を計測する新しいシステム構築（FootPrintシステム）を確立することが出来た。それぞれの機能回復マウスにおいて特徴的な運動機能改善の要素を抽出可能とした。

Aiming for treatment of central nervous system damage and basic research that will serve as the basis for its treatment, we will combine two different new concepts for regenerative medicine: the development of a regenerative environment by removing the nerve regeneration inhibitor CS (chondroitin sulfate), and the aggressive artificial connection of nerves using artificial synaptic connectors, and the creation and verification of ultra-recovery models and the analysis of functional improvement processes using AI运动捕获使用超恢复。在调节再生抑制剂时，引入核酸药物以抑制CS表达（自然通讯），突触连接器应用了新型的人为合成的嵌合蛋白CPTX（Science 2019），该蛋白（Science 2019）是通过我们的国际协作创建和证明的。今年，我们主要促进了以下两个点：1）创建一个超恢复模型，该模型远远超过了现有脊髓损伤模型的生理恢复和修复。为了应对中枢神经系统的损害，抑制因子Cs的表达被核酸药物抑制，并使用人工突触连接器CPTX抑制了“人为阳性突触结合”的融合。最初，我们期望具有加性协同作用，但是我们在CPTX函数受细胞外基质CS调节的事实中取得了意想不到的革命性结果。我们一直在进行分析，结果是硫酸化的CS的量充当组织陷阱（CPTX在神经组织中的局部放置）。这也会导致神经再生的细胞分化，从而导致重大发展。 2）用于超功能恢复的“ AI运动捕获（Kinema Trace）分析”的“ AI运动捕获（Kinema Trace）分析” - 我们已经使用AI机器学习”系统建立了“运动捕获”系统，该系统允许对运动功能恢复的客观和定量评估。我们已经能够建立一个测量步行功能的新系统（足迹系统）。可以提取每只小鼠的运动功能改进的独特元素。

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

hTERT遺伝子の機能と神経疾患に対する細胞治療への応用

hTERT基因功能及其在神经系统疾病细胞治疗中的应用

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
池野正史1;笹倉寛之1;武内恒成
通讯作者：
武内恒成

Oxford大学/MRC(英国)

牛津大学/MRC（英国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Chondroitin sulfate N-acetylgalactosyltransferase-1 knockout shows milder phenotype in experimental autoimmune encephalomyelitis than in wild type

硫酸软骨素 N-乙酰半乳糖基转移酶-1 敲除在实验性自身免疫性脑脊髓炎中表现出比野生型更温和的表型

DOI：
10.1093/glycob/cwaa072
发表时间：
2020
期刊：
Glycobiology
影响因子：
4.3
作者：
Inada Rino;Miyamoto Katsuichi;Tanaka Noriko;Moriguchi Kota;Kadomatsu Kenji;Takeuchi Kosei;Igarashi Michihiro;Kusunoki Susumu
通讯作者：
Kusunoki Susumu

DZNE(ドイツ)

DZNE（德国）