Mechanisms of neuronal function after cell transplantation for spinal cord injury using chemogenetic tool

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本年度は、亜急性期脊髄損傷に対して細胞移植を行い、宿主の伝導路と移植細胞由来神経軸索との機能的な連絡を証明することに成功した。まずin vitroにおいて、移植する神経前駆細胞に微弱な神経活動を発光に変換するウィルスベクターを導入し、カリウムを添加して刺激を行うことで、発酵強度の増加を認めた。その後脊髄損傷動物モデルの皮質脊髄路に興奮性DREADDをウィルス導入し、CNOリガンドによる刺激を行ったところ、移植細胞の発光が増加することを明らかにした。この結果は、宿主と移植細胞との神経連絡が新たに形成され、宿主側から移植細胞への入力を直接証明した成果である。また、移植する神経前駆細胞に抑制性DREADDシステムを導入し、脊髄損傷の動物モデルに移植して、リガンドであるCNOを投与する研究を行った。その結果、CNO投与後に一時的に運動機能が低下することも明らかにした。この結果は、今度は移植細胞の神経機能の低下が、宿主の運動機能に影響することを明らかにしており、宿主と移植間の直接的なシナプス形成と機能的な連絡を包括的に証明する成果となった。さらに移植細胞自体に興奮性DREADDを導入し、移植後の動物個体にCNOを投与して直接刺激し続けることで、シナプス形成と機能的な興奮作用が高まり、神経保護と機能回復に結びつくことも明らかにした。本成果は多数の学会及び査読付きの英語論文において、学術的に広く公表した。