多くの神経疾患の発症・病態に関与すると考えられるアストロサイト

九州大学は6月7日、ヒトiPS細胞由来神経幹細胞を低酸素培養することで、従来と比較して短期間で、脳を構成し、アストロサイトへの分化を誘導できる方法を明らかにしたと発表した。この研究は、同大大学院医学研究院の中島欽一教授と、安井徹郎大学院生らの研究グループが、慶應義塾大学医学部の岡野栄之教授らと共同で行ったもの。研究成果は、国際学術雑誌「Stem Cell Reports」のオンライン版に掲載されている。

画像はリリースより

中枢神経系は、共通の神経幹細胞から分化・産生された神経細胞（ニューロン）とグリア細胞（アストロサイトとオリゴデンドロサイト）を中心に構成されている。この神経幹細胞は発生初期から多分化能を保持しているわけではなく、胎生中期にニューロンの分化能を獲得し、胎生後期になってアストロサイトへの分化能を段階的に獲得する。

アストロサイトは、てんかん、ポリグルタミン病、筋萎縮性側索硬化症、アレキサンダー病、レット症候群などの多くの神経疾患の発症および病態に関与すると考えられている。ヒトiPS細胞作製技術により、培養皿の上でそれぞれの疾患に特異的な神経系細胞の機能を解析することも可能になってきたが、ヒトiPS細胞から作製された神経幹細胞にアストロサイトへの分化能を持たせるには、通常は胎児脳から直接得た神経幹細胞よりもはるかに長い、約200日程度の長期間培養が必要とされ、そのメカニズムも不明だった。

レット症候群患者脳内で見られる表現型を培養系でも短期間で再現

研究グループは、ヒトiPS細胞由来神経幹細胞に対して胎児脳内環境を模した低酸素条件下で分化誘導を行い、バイサルファイトシーケンス解析を実施。その結果、転写を調節するアストロサイト特異的遺伝子のプロモーター領域が、遺伝子発現が抑制されないように脱メチル化され、通常酸素濃度に比べて、速やかにより多くのアストロサイトが産生されることが判明したという。

さらに、疾患モデルとしてレット症候群患者iPS細胞由来の神経幹細胞を低酸素下に培養することで、アストロサイトを短期間で得ることに成功。これまで知られていなかったMeCP2が欠失したレット症候群患者アストロサイトの新たな表現型も明らかにすることに成功したという。この成果について、研究グループは、「発達障害を含めたさまざまな精神・神経疾患の病態解明や新規治療法の開発へと波及することが考えられる」と述べている。（横山香織）