2014 Fiscal Year Research-status Report
ヒトiPS細胞から誘導した神経細胞を用いた認知症に対する移植療法開発のための研究
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25505006
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| Research Institution | St. Marianna University School of Medicine |
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Principal Investigator |
藤原 成芳 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 助教 (50365425)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高井 憲治 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 教授 (60121167)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 認知症 / 再生医療 / 神経分化誘導 / 神経細胞移植 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
iPS細胞はこれまで難しいとされてきた中枢神経系の再生医療にも適用出来る可能性がある。元来、成人の脳神経細胞には再生能はないと考えられていたが、いくつかの研究成果はマウスのみならずヒトの成人の海馬においても神経幹細胞が存在し神経細胞の新生が行われている事を示している。これは中枢神経系にも再生医療を適用するための環境が存在していることを示している。私は2013年度より、hiPS細胞から分化誘導した神経細胞を認知症モデルマウスに移植し、認知機能を改善させる試み、またその改善効果について研究を行っている。
初年度の研究成果では、ヒトiPS (hiPS)細胞からChAT陽性細胞（コリン作動性神経）を分化誘導し、この細胞をマウスへ移植するシステムを構築した。またモリス水迷路（MWM）法により移植前と移植後にプラットフォーム到達時間を計測することで認知機能（空間記憶能）の改善について検討する系を確立した。移植により認知機能を改善出来る可能性が示唆されたため、2014年度はさらに移植例数を増やし、脳切片の解析を進め、認知機能改善のメカニズムをさらに追求することとした。
誘導した神経細胞を移植した結果、PDAPPの認知機能改善が有意に認められ（n=21）、これらのマウスでは移植神経はホストに定着し、主に大脳皮質及び海馬においてChAT陽性細胞とα7nAChR陽性細胞に分化していた。また移植後、ホストのα7nAChR陽性細胞が有意に増加しており、移植細胞由来ChAT陽性細胞とホストのα7nAChRを介した神経回路の再構築が認知機能改善に寄与している可能性が示唆された。2015年度は認知機能改善マウスの脳においてレシピエントにどのように生着し、生着後どのような役割を果たしているかについて免疫染色を中心とした解析により明らかにしていく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の平成26年度の研究実施計画では、まず第一に平成25年度に確立した方法で移植し認知機能改善効果をモリス水迷路（MWM）法で解析を行う実験数を（n数）を増やすことで有り、この目標に対してはコントロールも含めると既に70例以上となり解析を予想以上に進めることが出来た。第二にそれぞれのマウスから凍結脳切片サンプルを作成し抗体による移植神経細胞の分化状態と認知機能改善の相関性を検討することであったが、これに関しても認知機能の改善したマウスにおいて、ChAT陽性細胞（コリン作動性神経）とα7nAChR陽性細胞（ニコチン性アセチルコリン受容体）の分化誘導を確認している。また移植細胞が大脳皮質及び海馬において生着することが重要であることも明らかとなってきた。最終年度は予定医通りさらに詳細な生着メカニズム、移植神経の役割の解明に進めるので概ね順調に進呈していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヒトiPS細胞からの神経誘導及びこの細胞の移植による認知機能回復について、この2年間の研究より良好な結果が得られているので、平成27年度はより詳細なメカニズムについて解明したいと考えている。具体的には移植神経細可能性、移植神経細胞がレシピエントに生着し、アセチルコリンを初めとした神経伝達物質の供給源となっている可能性、神経伝達物質の受容体として生着し、神経伝達物質に対する応答性を高めている可能性、移植神経細胞がレシピエント脳に生着する際、レシピエントの神経幹細胞からの神経分化を誘導・促進可能な様々な因子を放出可能性等について検討する予定である。現在はヒトの神経細胞をマウスに移植する実験系ではあるが、今後ヒトに移植することを念頭にした場合、マウスでの知見をヒトに還元することは必要不可欠で有る。マウスにおける詳細なメカニズムの解明はヒトへの移植を検討課題とする上で重要な研究と考えており、平成27年度の研究で解明していきたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
今年度はほぼ予定通りの予算額使用となったが、本来初年度に購入し移植細胞の選別に使用予定であったMACSの購入を平成26年度も見送ったためその分がまだ未使用として残っている。これは細胞の選定を行わなくても予想外に研究結果が良かったにも関連している。最終年度は2年間の研究で確立した実験系及び認知機能改善結果をさらに良好なものとするため細胞の選別を行う予定である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
目的の細胞を選別・分離するためMACSを購入する。MACSに用いるカラム、磁気ビーズ付き抗体及び分離能をチェックするためのフローサイトメトリー用の抗体を購入する予定である。
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Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Pax7 Gene Induction Rapidly Regulates Myocyte Homeostasis in Human Induced Pluripotent Stem (iPS) Cells.2014
Author(s)
Hiroko Misawa, Asako Saito, Jun Shimizu, Masahiro IInuma, Takaki Shiratssuchi, Naruyoshi Fujiwara, Kenji Takai, Nagisa Arimitsu, Yuji Ueda, Dueshige Wakisaka, Tomoko Suzuki, Moroe Beppu, and Noboru Suzuki.
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Journal Title
St. Marianna Medical Journal
Volume: 5
Pages: 59-67
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Human iPS derived neural stem/precursor improved spatial memory learning of dementia model mice.2015
Author(s)
Fujiwara, Naruyoshi, Takai, Kenji, Suzuki, Chika, Hirotsu, Chieko, Takada, Erika, Arimitsu, Nagisa, Shimizu, Jun, Suzuki, Noboru
Organizer
ERNATIONAL SOCIETY FOR STEM CELL RESERCH 13th ANNUAL MEETING
Place of Presentation
STOCKHOLM SWEDEN
Year and Date
2015-06-24 – 2015-06-27
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