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進行期パーキンソン病ではウェアリングオフやジスキネジアといった運動合併症が問題となる。進行期パーキンソン病におけるニューロモジュレーションとして、視床下核または淡蒼球内節を電気刺激する脳深部刺激療法(DBS)が有効である。しかし、従来の電気刺激では、刺激強度によっては刺激範囲が広がってしまい、目的神経核以外に刺激がおよぶことによる副作用が問題となる。induced pluripotent stem (iPS) 細胞由来の神経細胞移植においても、移植細胞のドパミン放出をコントロールしない限り、ジスキネジアの問題は解決しない。そこで、本研究では、光活性化イオンチャネル蛋白をiPS細胞由来ドパミン神経細胞に発現させた「光反応性ドパミン神経細胞」を移植することによって、移植細胞のドパミン放出を光ファイバー経由で外部から自由にコントロールした調節可能神経細胞移植療法によるパーキンソン病に対する新規ニューロモジュレーション法の開発を目的とした。
本研究では、in vitroにおける光反応性蛋白の発現条件の検討を行い、in vitroで光反応性蛋白の発現を確認した。さらにin vitroでiPS細胞由来ドパミン神経細胞の光刺激によるドパミン放出の測定を行うと同時に、免疫不全マウスの線条体にiPS細胞由来ドパミン神経細胞移植を行い、in vivoで光刺激によるドパミン放出を測定した。その結果、iPS細胞由来ドパミン神経の移植に成功し、移植細胞の生着を確認することができた。さらに半年後も腫瘍化せずに生着していることを確認できた。本研究によって、確立した光刺激によるドパミン放出制御機構を用いることで、将来は人における「光反応性ドパミン神経細胞」移殖療法の実現につながる可能性がある。
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