東京大学とリコー　記憶メカニズム研究や中枢神経系疾患の治療薬開発に有用なヒト神経細胞の作製に成功

東京大学／リコー　2023年3月23日発表

　東京大学 大学院農学生命科学研究科の關野祐子特任教授とリコー リコーフューチャーズBU バイオメディカル事業センター バイオメディカル研究開発室の林和花リーダーらの研究グループは、共同研究の一環で、転写因子で分化誘導されたヒトiPSC由来神経細胞が機能的に成熟し、樹状突起スパインの形成とシナプス可塑性を担うメカニズムの発現を迅速に達成することを明らかにした。

　転写因子を使ってヒトiPS細胞を、脳の神経細胞に迅速分化誘導したところ、2〜3ヶ月という短い期間で神経細胞の樹状突起上に棘構造(樹状突起スパイン) が無数に形成された。スパインが形成されるまでの遺伝子発現パターン変化は、ヒトの脳発達データと相関し、脳型ドレブリンへのアイソフォーム変換などが起こることを示した。
　また、スパインに集積しているドレブリンがグルタミン酸刺激により樹状突起内に移動する現象(ドレブリンエクソダス)を、世界で初めてヒトiPSC由来神経細胞で観察した。この現象は、げっ歯類の初代培養神経細胞で明らかにされたスパインの形態的可塑性メカニズムである。
　ヒト神経細胞でドレブリンエクソダスが観察されたことの意義は非常に大きく、ヒトの神経シナプスの成熟過程の研究や、記憶学習メカニズムの研究が促進することが期待される。また、転写因子誘導されたヒトiPSC由来神経細胞でスパイン形成までの期間が3分の1に短縮されたことで、大幅な実験コスト削減が実現する。

　今後、ヒト中枢神経系疾患の病態解明や、神経細胞作用薬の開発、また、さらなる応用として、認知機能障害などを含む医薬品の副作用を予測する試験や、化学物質の毒性試験などへの展開を通じて、創薬やiPS細胞産業の活性化に貢献することが期待される。