合成蛋白質導入による骨髄間質細胞の選択的神経細胞誘導と神経変性疾患への応用

通过引入合成蛋白选择性诱导骨髓基质细胞的神经元及其在神经退行性疾病中的应用

基本信息

批准号：
16015262
负责人：
出沢真理
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

骨髄間質細胞は骨髄の中に存在するが、造血系幹細胞とは異なり間葉系細胞である。この細胞は倫理問題無く容易に採取可能であり、培養下にて旺盛に増殖する。患者本人の細胞を用いれば免疫拒絶の無い自家移植系の確立が可能であるが、骨髄バンクの利用も可能であるなどの多くの利点を持つ。本研究ではヒトおよびラットの骨髄間質細胞において、発生分化を制御することで知られているNotch遺伝子を導入すると神経幹細胞様に分化転換し、関連マーカーの発現並び転写活性の上昇が見られた。その後サイトカイン刺激を与えると96%前後の非常に効率の高い選択的な神経細胞誘導が引き起こされる。この系は最終産物にグリア細胞が一切含まれておらず神経細胞だけで構成されること、さらに誘導された神経細胞はBrd-Uの実験から分裂を終えたpost-mitotic neuronであることが確認された。さらにパッチクランプにおいて内向きNa電流を認めたことから機能的に神経細胞であると考えられる。実際にパーキンソンモデルラットの線状体に移植したところ、脳内でドーパミンを産生し、アポモルフィン誘導による異常回転運動の顕著な改善を認めた。また脳内での非常に高い生着率を得る事が出来ている。さらに中大脳動脈の虚血再還流によるラット脳虚血モデルに移植したところ、大脳皮質、海馬への生着とMorris Water Maze testなどの行動解析における改善を認めた。現在Notch遺伝子の神経誘導活性部位を同定したところankyrin repeatに85%の活性があることがわかり、この部分の蛋白合成を調整している。

骨髓细胞存在于骨髓中，但与造血干细胞不同，它们是间质细胞。这些细胞可以很容易地收获而没有道德问题，并且在培养中会剧烈增殖。使用患者自己的细胞可以建立一个自体移植系统而无需免疫排斥，但它也具有许多优势，例如使用骨髓库。在这项研究中，当在人和大鼠骨髓基质细胞中引入已知可以调节发育分化的Notch基因时，像神经干细胞一样被转化，并且相关标记的表达和转录活性增加了。随后的细胞因子刺激导致高效和选择性的神经元诱导，约为96％。该系统被确认为最终产物中没有任何神经胶质细胞的唯一神经元，并且诱导的神经元是有丝分裂后神经元，已从BRD-U实验中完成分裂。此外，由于在斑块夹中观察到了向内的钠电流，因此被认为是功能上的神经元。当植入帕金森模型大鼠的线性体内时，会在大脑中产生多巴胺，观察到阿哌汀可显着改善异常的旋转运动。它在大脑中还达到了很高的实时速度。此外，当由于中部大脑动脉的缺血重新转换而移植到大鼠脑缺血模型中时，在行为分析中观察到了改善，例如大脑皮层和hippocampus的植入植入，以及莫里斯水迷宫测试。目前，我们已经确定了Notch基因神经诱导的活性位点，并且发现Ankyrin重复具有85％的活性，并且在这部分中调节蛋白质的合成。