Functional recovery of injured CNS by artificial synapse connect

本研究事業は、人為的シナプス架橋分子CPTXによる失われた中枢神経機能回復を目指したものである。人為的シナプス架橋分子CPTXは慶應義塾大学医学部の鈴木、柚﨑らによって開発された強力なシナプス形成能を持つ人工タンパク質である（Suzuki, Sasakura., al. Science, 2020, Aug 28）。本事業責任者らは、CPTX投与により急性期の脊髄損傷を回復することを見出した。これはシナプス構造を直接的に制御することにより損傷で失われた脊髄機能を回復させる画期的な研究結果であった。この成果を踏まえ、回復が困難とされている慢性期脊髄損傷治癒の研究に着手した。マウス脊髄損傷挫滅モデルにおいて、損傷後6週間経過した個体は以降の運動回復が全く認められなかった。つまり運動機能の回復度合いがプラトーに達し、本研究室の実験条件で損傷後6週間経過したマウス個体を慢性期脊髄損傷モデルとみなせることを確認した。損傷から長い時間が経過しているため、慢性期実験において損傷脊髄と他組織との癒着が実験技術上大きな障害となる。癒着によりCPTXの再投与や細胞移植の際、脊髄を同定できない、傷つけてしまう場合が多い。それを解消するため、損傷時に癒着防止シートおよび人工硬膜を用い検討した。これらの処置により損傷脊髄の同定・アクセスが容易になることを見出した。また損傷脊髄を非侵襲的に再現よく同定・アクセスし薬剤を注入する技法を開発した。これらの技術的な改善をもとにCPTXタンパク質を注入したところ慢性期からの運動回復が認められた。

本研究事業は、人為的シナプス架橋分子CPTXによる失われた中枢神経機能回復を目指したものである。人為的シナプス架橋分子CPTXは慶應義塾大学医学部の鈴木、柚﨑らによって開発された強力なシナプス形成能を持つ人工タンパク質である（Suzuki, Sasakura., al. Science, 2020, Aug 28）。本事業責任者らは、CPTX投与により急性期の脊髄損傷を回復することを見出した。これはシナプス構造を直接的に制御することにより損傷で失われた脊髄機能を回復させる画期的な研究結果であった。この成果を踏まえ、回復が困難とされている慢性期脊髄損傷治癒の研究に着手した。マウス脊髄損傷挫滅モデルにおいて、損傷後6週間経過した個体は以降の運動回復が全く認められなかった。つまり運動機能の回復度合いがプラトーに達し、本研究室の実験条件で損傷後6週間経過したマウス個体を慢性期脊髄損傷モデルとみなせることを確認した。損傷から長い時間が経過しているため、慢性期実験において損傷脊髄と他組織との癒着が実験技術上大きな障害となる。癒着によりCPTXの再投与や細胞移植の際、脊髄を同定できない、傷つけてしまう場合が多い。それを解消するため、損傷時に癒着防止シートおよび人工硬膜を用い検討した。これらの処置により損傷脊髄の同定・アクセスが容易になることを見出した。また損傷脊髄を非侵襲的に再現よく同定・アクセスし薬剤を注入する技法を開発した。これらの技術的な改善をもとにCPTXタンパク質を注入したところ慢性期からの運動回復が認められた。