新しい幹細胞アプローチでパーキンソン病の神経細胞を発見
The study, “Extracellular Nanomatrix-Induced Self-Organization of Neural Stem Cells into Miniature Substantia Nigra-Like Structures with Therapeutic Effects on Parkinsonian Rats” is published in Advanced Science 誌に発表された研究。
パーキンソン病は、運動制御を担う脳の領域である黒質において、ドーパミンを産生する神経細胞が徐々に失われることが特徴です。
幹細胞療法（幹細胞を成長させ特定の種類の細胞に分化させる）は、病気の過程で失われたドーパミン神経細胞を置き換える可能性があるため、パーキンソン病を治そうとするこれらの治療の中で最も有望視されているものの1つです。
しかし、その可能性は、一連の技術的な課題によって妨げられてきました。
幹細胞の分化を促進するための成長因子の使用は、これらの因子が移植後の癌細胞の成長をも刺激する可能性があるため特に厄介である。
「現在、従来のGFを適用することなく、迅速かつ特異的に分化を誘導する効果的な方法は不足している。 このような方法は、最終的にPDを治癒する可能性のある治療法の開発を可能にするために早急に必要とされています」と研究者らは記しています。
香港バプティスト大学（HKBU）の研究チームは、神経細胞前駆細胞の成長と分化を刺激して、小型の黒質様構造、すなわちミニSNLSにすることができる特殊マトリックスを作成しました。 このミニSNLSには、パーキンソン病で失われるドーパミン産生神経細胞が含まれています。
彼らの新しいナノマトリックスは、幹細胞をドーパミン産生神経細胞へと分化させるために成長因子で刺激する必要がありません。
その代わりに、ナノマトリックスは、その表面にある何兆もの生体適合性シリカ「ナノジグザグ」構造を使って幹細胞を刺激し、その分化を促進させるのです。
「試験管内で神経幹細胞が私たちのオーダーメイドのナノジグザグマトリックスと物理的に接触すると、『物理的マッサージ』によって、細胞が望ましいドーパミン作動性ニューロンへと急速に分化するよう誘導できます」と、HKBU物理学科の准教授で研究共著者のJeffery Huang Zhifeng氏はプレスリリースで述べています。
「自己組織化されたミニ脳様構造をわずか2週間で開発することができ、発癌のリスクは大幅に減少します」とZhifeng教授は付け加えました。
新しいナノマトリックスを使用してミニSNLSを生成した後、研究者は、その機能性と治療の可能性をパーキンソン病のラットモデルでテストしました。
研究者らは、作成したミニSNLSを、重度の運動障害を持つ、パーキンソン病の動物に似せて脳に移植しました。 18週間後、研究者たちは、新たに分化したドーパミンを産生する神経細胞が移植部位の周囲に広がり始め、病気の過程で動物たちが失った細胞に取って代わっていることを発見しました。
この研究では、パーキンソン病動物モデルにおけるこれまでの幹細胞研究では、移植後16週目に最初の改善の証拠が見られたが、「運動症状の改善は、ミニSNLSからのニューロンの移植後、より早い時点で開始された」ことを指摘しました。 移植を行わなかったこのモデルのラット、そして対照として使用されたラットは、運動機能の改善の兆候を示すことはありませんでした。
「この結果は、これらのミニ脳様構造がラットの脳内で優れた生存率と機能性を示し、ラットのパーキンソン病を生体内で早期にかつ進行性に改善する結果をもたらしたことを示しています。 このナノマトリックスは、表面のナノジグザグの硬さ、密度、構造を変えることにより、幹細胞を他の種類の細胞に分化させるために使用できるかもしれないと、研究チームは付け加えています。 また、アルツハイマー病やある種のがんなど、他の難病の治療法開発にも役立つ可能性があるという。
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