2014年3月7日
高橋淳 iPS細胞研究所（CiRA）教授、土井大輔 同研究員らの研究グループは、細胞移植治療に必要なiPS細胞から分化したドパミン産生神経細胞を分離する方法を確立しました。
本研究成果は、2014年3月6日正午(米国東部時間)に米国科学誌「Stem Cell Reports」のオンライン版で公開されました。
左から高橋教授、土井研究員
今回の実験ではモデルラットへの移植で4か月間の経過観察を行い、プロトコールを確立しました。臨床応用を開始する前に、このプロトコールで作製された細胞を霊長類モデルにも移植し、より長期の経過観察を行うことによって、安全性や有効性をより詳細に確認する予定です。また、iPS細胞は自家移植が可能ですが、パーキンソン病患者さん由来のiPS細胞から作製したドパミン神経が脳内で機能するかについても検討が必要です。
これらの課題をクリアした上で、臨床応用に進みたいと考えています。
ポイント
- 合成ラミニンを用いた分化誘導法により、ドパミン神経細胞の大量培養が可能
- 抗コリン抗体を用いたセルソーティング（細胞選別）によってドパミン神経前駆細胞を選別することで、より安全かつ効率的な細胞移植が可能
- iPS細胞を用いたパーキンソン病治療の臨床応用に向けたプロトコールを確立
概要
これまでヒトiPS細胞から誘導したドパミン神経細胞の移植でパーキンソン病モデルラットの運動機能の改善は報告されていますが、臨床応用を行うには大量培養法の開発と腫瘍化の危険性がある細胞の排除が必要と考えられてきました。
今回開発された方法では、合成ラミニン（大阪大学蛋白質研究所が開発した組換えラミニン511E8フラグメント）を用いた接着培養をすることで従来の20倍以上の濃度で細胞を培養することが可能になり、さらに株式会社カン研究所で開発された抗コリン抗体を用いたセルソーティングを行うことで、ドパミン神経前駆細胞の選別・濃縮が可能となりました。この方法で作製した細胞をパーキンソン病モデルラットの脳内に移植したところ、腫瘍を形成せず運動機能の改善をもたらし、より安全かつ効率的なドパミン神経細胞移植が可能になることが明らかになりました。
本研究では、抗コリン抗体を用いたセルソーティングを行うことで腫瘍化の危険性がある細胞を除去し、さらに移植片内の中脳ドパミン神経細胞の割合を高めることで、より安全かつ効率的な移植が可能となりました。また、iPS細胞の培養や神経誘導にはマウス由来のフィーダー細胞が必要でしたが、そのままでは臨床応用はできません。神経誘導の際には浮遊培養が可能でしたが、大量培養には不向きでした。今回、組換えラミニン511E8フラグメントを使用することで、臨床に使用できる細胞を大量に培養することが可能になりました。このような改良を加えることで臨床応用に向けたプロトコールを確立できたことに意義があります。
図：本研究の成果
iPS細胞から組換えラミニン511E8フラグメント上で分化誘導した細胞のセルソーティングを行い、ドパミン神経前駆細胞を選別した。これらの細胞をモデルラットの線条体に移植したところ、腫瘍性増殖性は見られず、多くの中脳ドパミン神経細胞が生着した。
詳しい研究内容について
パーキンソン病に対するiPS細胞移植の臨床応用に向けたプロトコールを確立 －セルソーティングでより安全かつ効率的な移植が可能－
書誌情報
Daisuke Doi, Bumpei Samata, Mitsuko Katsukawa, Tetsuhiro Kikuchi, Asuka Morizane, Yuichi Ono, Kiyotoshi Sekiguchi, Masato Nakagawa, Malin Parmar, and Jun Takahashi
"Isolation of Human Induced Pluripotent Stem Cell-derived Dopaminergic Progenitors by Cell Sorting for Successful Transplantation"
Stem Cell Reports
掲載情報
- 朝日新聞（3月7日 3面）、京都新聞（3月7日 1面・29面）、産経新聞（3月7日 1面・30面）、中日新聞（3月7日 1面・34面）、日刊工業新聞（3月7日 17面）、日本経済新聞（3月7日 1面）、毎日新聞（3月7日 1面・2面）および読売新聞（3月7日 37面）に掲載されました。