The effect of neural cell transplantation on the regeneration of cholinergic neurons

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K12766
• Research Institution: St. Marianna University School of Medicine
• Principal Investigator: 岡田 容子 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 研究技術員 (20793219)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤原 成芳 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 講師 (50365425) ; 村山 正承 関西医科大学, 医学部, 講師 (60737675)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 神経再生 / 認知症 / 神経細胞移植 / コリン作動性神経

Outline of Annual Research Achievements

認知症モデルマウスとして、アミロイドトランスジェニックマウスを用いて、ヒトiPS細胞由来神経細胞の移植を行った。これまで我々はヒトiPS細胞由来神経細胞の移植により、針刺し部海馬と針刺し部周囲の大脳皮質周囲にヒト核蛋白陽性のコリン作動性神経とGABA作動性神経が生着して、シナプス形成を行う事を報告した。
実際、認知症マウスの認知機能の改善が見られた。本年度の研究から、海馬コリン神経の起始核である内側中隔(MS)とブローカの対角帯垂直部(nBD)にマウス由来の内因性のコリン作動性神経細胞の出現とヒト核蛋白陽性のコリン作動性神経が混在して出現することを見出した。これら（コリン作動性神経）細胞の軸索伸長（投射）することを見出した。一方で、現時点では神経投射の起点は同定できたが、その終点や中継点は明らかになっていない。さらにこのMSとnBDに出現したヒト各タンパク陽性コリン作動性神経の出現と移植マウスにおける認知機能の改善に有意な相関があるのか現在検討中である。今後、神経細胞移植マウスのn数を増やして、統計解析が可能な状態にする。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2年目で神経細胞移植の認知機能の回復を再現性を持って示すことが出来た。さらにこれまで報告した、海馬と大脳皮質のみではなく、海馬コリン神経の起始核である内側中隔(MS)とブローカの対角帯垂直部(nBD)にマウス由来の内因性のコリン作動性神経細胞の出現とヒト核蛋白陽性のコリン作動性神経が混在して出現することを見出した事を再現性をもって見出した。これまでに、神経細胞移植後にMSとnBDにおけるコリン作動性神経の再生を報告した論文は存在していない。

Strategy for Future Research Activity

既に述べたように、認知症モデルマウスへのヒトiPS細胞由来神経細胞の移植により、海馬コリン神経の起始核である内側中隔とブローカの対角帯垂直部におけ
るコリン神経細胞の再生とコリン神経の軸索伸長（投射）することを見出している。
そこで次年度の研究では、海馬への神経細胞移植によりどのようにしてコリン神経細胞がMSとnBDで再生し、そこからどこまでに渡り、どのように神経投射す
るか、を明らかにするという神経再生機構の解明を試みる。挑戦的な試みとして、神経細胞に浸透する蛍光プローブである神経トレーサーを用いて、移植細胞が
どのように軸索を伸長させているのか、投射するかを評価する。

Causes of Carryover

比較的に順調に実験が進行しており、最小限の経費で再現性のある実験結果が得られているため。一方で、今後神経細胞移植マウスにおけるMSとnBDにおけるコリン作動性神経の出現数と認知機能の改善に統計的な有意差があるのか検証する。