ミクログリアは中枢神経系の主要な免疫細胞であり、神経炎症において重要な役割を果たし、アルツハイマー病(AD)などの多くの神経変性疾患に関与していることがよく知られている。 健常人とAD患者から採取したヒトiPS細胞由来のミクログリアは、ADにおけるミクログリアの反応をよりよく研究するための新たなツールとなる。
ヒトiPSC由来のミクログリアは、in vivo ミクログリアと同等の炎症反応を示すことから、神経炎症を研究するin vitro モデルとして利用でき、トランスレーショナルな関連性が高い。
あらかじめ凝集させたAβ1-42で刺激すると、健常人由来の分化したヒトiPSC由来ミクログリアの上清中のIL-8レベルが上昇し、AD患者由来ではさらに上昇した(図1)。

図1:Aβ1-42で刺激した健常およびアルツハイマー病(AD)患者のミクログリアの上清中のIL-8レベルの定量。 ビヒクル(VC)、10μM単量体Aβ1-42、または10μM凝集前Aβ1-42で処理した分化ヒトiPSC由来ミクログリア。IL-8レベルを測定した。平均値+SEM(各群n = 6)。二元配置分散分析(Two-way ANOVA)後、ボンフェローニのポストホック検定により VCと比較。治療群間では***p<0.001、健康対ADでは###p<0.001。
また、より一般的な設定として、分化したiPSC由来のヒトミクログリアの強い炎症性刺激LPSに対する反応を24時間評価したところ、関連サイトカインの分泌が増加した(図2)。この増加は、デキサメタゾン(Dexa;図2)のような参照項目によって逆転させることができ、抗炎症薬の迅速かつ再現性のあるスクリーニング・ツールを提供する。

図2:LPSで刺激されたiPSC由来ミクログリアにおけるサイトカイン放出の増加は、デキサメタゾン処理で回復する。 24時間の刺激後、上清を回収し、IL-8、IL-6、TNF-αの3つのサイトカインについて分析した。データはpg/mL上清として示した。平均値+SEM、各群n=4-7。Bonferronipost hoctestを用いた一元配置分散分析。*p<0.05; **p<0.01。Dexa、デキサメタゾン;LPS、リポ多糖;VC、ビヒクルコントロール。
同じ細胞を用いて、貪食調節剤を評価することもできる。
したがって、ヒトiPSC由来のミクログリアは、神経炎症プロセスや変化を研究するための貴重なツールである。ヒト由来の健常細胞や疾患細胞を使用できるということは、試験管内でミクログリアを標的とした治療の反応を試験する絶好の機会を開くことになる。