ヒト多能性幹細胞由来分化網膜細胞の神経機能解析

人多能干细胞分化视网膜细胞的神经功能分析

基本信息

批准号：
22791701
负责人：
本間耕平
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,網膜色素変性症,加齢黄班変性症をターゲットにした網膜細胞移植治療の確立に向けた基礎研究である.現在までにマウス網膜視細胞前駆細胞を網膜変性モデルマウスに移植することで視機能が一部回復したという報告があるが,移植された細胞が実際の視細胞としての役割を果たしているかどうかはあきらかではない.また,移植するドナー細胞として,胚性幹細胞(ES細胞)や人工多能性研細胞(iPS細胞)から分化させた網膜視細胞前駆細胞が同様の働きをするかについてはあきらかではない.そこで,網膜桿体視細胞前駆細胞が選択的にGFPでラベルされたトランスジェニックマウス(NrlGFPマウス)を用いて,この網膜視細胞前駆細胞を網膜変性モデルマウスである,rdlマウスに移植し,2週間後の移植細胞の神経活動を,カルシウムイメージング法とパッチクランプ法によって解析した.移植された網膜前駆細胞は2週間後観察すると,網膜視細胞様に分化しており,網膜2次ニューロンである,網膜双極細胞をシナプス結合していることが分かった.また,脱分極刺激に対して内在性の視細胞と同等のカルシウム応答を示すことが分かった.また,移植細胞は網膜視細胞に特異的な過分極誘導性電流を示すことがわかった.さらに我々は,NrlGFPマウスからiPS細胞を作製し,iPS細胞からGFP陽性の網膜視細胞前駆細胞を作製することに成功した.この細胞は,網膜視細胞に特異的に発現する,ロドプシン,リカバリンなどのタンパク質を発現し,NrlGFPマウスから得られた網膜前駆細胞と同様の過分極誘導性電流を示すことがわかった.このことから,iPS細胞由来の網膜視細胞前駆細胞は網膜視細胞移植のドナー細胞に用いることができる可能性が見出された.

该研究是旨在建立针对色素性视网膜炎和年龄相关性黄斑变性的视网膜细胞移植治疗的基础研究。迄今为止，小鼠视网膜感光前体细胞已被移植到视网膜变性模型小鼠中，部分视觉功能已得到恢复。通过移植，但尚不清楚移植的细胞是否真的发挥感光细胞的作用）和人工多能性研究所。目前还不清楚由iPS细胞（iPS细胞）分化而来的视网膜感光祖细胞（iPS cells）是否具有类似的功能。因此，将视网膜杆感光祖细胞选择性标记有GFP（NrlGFP）的转基因小鼠，将这些视网膜感光祖细胞移植到rdl小鼠中，视网膜变性的小鼠模型，两周后使用钙成像和膜片钳技术测量移植细胞的神经活动。两周后观察移植的视网膜祖细胞时，发现它们已分化为视网膜感光样细胞，并发现与视网膜双极细胞（次级视网膜神经元）有突触连接，我们发现移植的细胞表现出突触连接。与内源性光感受器对去极化刺激的钙反应相当，并且移植细胞表现出视网膜光感受器特异的超极化诱导电流，从 NrlGFP 小鼠中产生 iPS 细胞。我们成功地从 iPS 细胞中产生了 GFP 阳性的视网膜感光前体细胞，这些细胞表达视网膜感光细胞中特异表达的蛋白质，并从 NrlGFP 小鼠中发现了源自 iPS 细胞的视网膜感光细胞。祖细胞表现出与视网膜祖细胞相似的超极化诱导电流。这表明iPS细胞来源的视网膜感光祖细胞可以用作视网膜感光细胞移植的供体细胞。