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神経細胞移植は脳血管障害後の片麻痺をはじめとする現在は有効な治療法がない難治性神経疾患等に対する新規治療法として注目されている。我々はマウスES細胞から神経幹細胞を分化誘導する手技を確立した後、これらを移植して片麻痺モデルマウスや脊髄損傷マウスの運動機能を著明に改善できることを報告した。しかしそこでは神経ネットワークの再生メカニズムの詳細は不分明であった。
本研究ではサルES細胞をレチノイン酸処理することで神経細胞を分化誘導できることを示し、これを片麻痺マウスに移植することで運動機能を回復させることを見出した。移植した運動神経はケモカインレセプターCXCR4を発現しており、損傷部皮質に集族したグリア細胞の産生するケモカインSDF1に反応して、損傷部皮質に移動することを見出した。脳血流を測定するfunctional MRIを用いると、神経細胞移植脳では損傷部皮質の脳血流量が改善することが明らかになった。
その再生機構の詳細を明らかにする目的で神経細胞接着因子のLICAMノックアウトマウスに片麻痺を作成し、その後移植を行った。L1CAMノックアウトでは移植後に、運動細胞の損傷部皮質への移動は起こらず、運動機能の回復も認められなかった。即ち、神経ネットワークの再生にはケモカインであるSDF1とCXCR4が神経細胞の遊走に関わり、損傷組織への定着にはNCAMやLICAM等の神経接着因子が極めて重要な役割を果たすことを示唆された。今後、この成績に基づき、LICAMノックアウトへのLICAMの遺伝子導入が神経ネットワークの再生をもたらすのかを明らかにする必要がある。今回の成績に基づいて、近い将来ヒトでの応用が行なわれれば運動障害も持つ多くの患者のQOLの改善に大きく貢献すると期待される。
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