研究者らは初めて、ヒト人工多能性幹細胞（iPSC）から高度に成熟したニューロンを発生させる能力の実証に成功した。
この画期的な研究により、多発性硬化症、アルツハイマー病、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症（ALS）などの神経変性疾患の実験が改善され、より深く理解できるようになると、研究チームは期待している。
実験室で育ったニューロン
この新しい研究は研究チームによって発表された。 研究チーム ノースウェスタン大学材料科学・工学、化学、医学、生体医工学の評議員会教授であるサミュエル・I・スタップ氏と、ノースウェスタン大学ファインバーグ医学部神経学・神経科学の助教授であるエヴァンゲロス・キスキニス氏が率いる。
彼らの研究は、幹細胞から成熟した “実験室育ち “のニューロンを作ることが可能かどうかを見極めることに重点を置いていた。
過去の研究において、科学者たちは幹細胞を “実験室で培養した “ニューロンに分化させることはできた。
しかし、スタップ博士と彼のチームは、成熟したニューロンを誘導する新しい技術を持っていた。 踊る分子「このテクニックは、スチュップ自身が前年に編み出したとされている。
踊る分子」テクニック
成熟したニューロンを作るために、研究者たちは「ダンシング分子」でできたナノファイバーを採用した。ダンシング分子は、スタップの研究室が脊髄損傷の治療法として開発した素材である。
以前の研究では 掲載誌 サイエンスストゥップは、分子の動きを調整し、絶えず動いている細胞レセプターと相互作用させる方法を詳述した。
生体分子の動きを再現することで、合成物質は細胞と相互作用することができる。
これは、人体の細胞レセプターは非常に速く動くため、相互作用することが難しいからである。
スタップの説明によれば、「1秒を1,000の時間に分割することを想像してみてください。レセプターはそれくらいのスピードで動くことができるのです。このタイムスケールは非常に速いので、把握するのが難しいのです」。
この最新の研究で、StuppとKiskinisは、分子の動きが最も大きくなるように調整されたナノファイバーを使用することで、ニューロンが最も成熟することを明らかにした。
言い換えれば、最もダイナミックな動きをするコーティングの上で成長したニューロンは、基本的に多くのナノファイバーで構成されており、最も成熟し、凝集する可能性が低く、シグナル伝達能力が強かったのである。
ALS研究の意義
研究チームは、”踊る分子 “を使うことで、ヒトの神経細胞を従来よりもはるかに高齢まで進化させることができた。
実際、StuppとKiskinisは、この成熟ニューロンは細胞培養でさまざまな薬物療法を試すのに適しており、ALSを含む老化に関連する多くの病気について新たな視点を提供するだろうと考えている。
研究の一環として、研究チームはALS患者から皮膚細胞を入手し、それを患者固有のiPSCに変換した。 ALSで影響を受ける細胞.
Researchers then cultured these neurons on the novel synthetic coating materials to further develop ALS signatures.
この技術はALSに対する新たな窓を提供するだけでなく、この「ALSニューロン」は将来的な治療法のテストに使われる可能性がある。 研究チームは、たとえば将来、医師がALSやパーキンソン病の患者から皮膚細胞を採取してiPSCに変換し、その細胞をコーティング上で培養することで、健康で高機能なニューロンを作り出すことができるようになるかもしれないと期待している。
健康なニューロンを患者に移植すれば、損傷したり失われたりしたニューロンの代わりになり、ALSやパーキンソン病、脊髄損傷、その他の病気や症状によって失われた認知や感覚を回復できる可能性がある。
さらに、これらの細胞は患者と遺伝的に一致するため、拒絶反応の可能性がなくなるかもしれない。
キスキニスは、細胞補充療法は「ALSのような病気には非常に困難なものである」と注意を促しているが、「パーキンソン病にはもっと簡単なものかもしれない」。
そして結局のところ、この研究は重要なブレークスルーを意味する。
「いずれにせよ、この技術は変革をもたらすだろう」とキスキニスは言う。
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