スターの誕生: あまり知られていない脳細胞が主役に

スターの誕生: あまり知られていない脳細胞が主役に

新しいソーク法はヒトのアストロサイトをディッシュ内で効率的に増殖させ、脳卒中、アルツハイマー病、うつ病の研究を前進させる

ラホーヤ — ニューロンは長い間神経科学で注目を集めてきましたが、それには十分な理由があります。ニューロンは非常に重要な細胞の役割を果たしているのです。 しかし、アストロサイトと呼ばれる星形の支持細胞は、脳の豊かなページェントの端役以上のものとして見られるようになってきています。

ソークの研究者らは、幹細胞からアストロサイトを誘導する新しい方法を報告し、炎症性の特徴を持つ疾患の研究に幅広い道を切り開いた。 このプロトコルは、6 年 2017 月 XNUMX 日号で説明されています。 幹細胞レポート、 これは、脳研究用にアストロサイトをより迅速かつ効果的に入手する方法を提供し、脳卒中、アルツハイマー病、精神疾患などのさまざまな症状の治療に画期的な進歩をもたらす可能性があります。

「この研究は、皿内で神経疾患をモデル化する能力における大きな進歩を表しています」とソーク教授は述べています。 ラスティ・ゲージ、加齢関連神経変性疾患研究のヴィ・アンド・ジョン・アドラー委員長の保持者であり、論文の上級著者。 「炎症は多くの脳疾患の共通点であるため、アストロサイトと脳内の他の細胞種との相互作用をより深く理解することで、病気の何が問題なのかを知る重要な手がかりが得られる可能性があります。」

アストロサイトは、エネルギーや物理的な足場の提供から老廃物の除去まで、さまざまな方法でニューロンをサポートすることが知られています。 アストロサイトは、血流と炎症（傷害や病気のマーカー）の調節に関連する、より一般的な脳機能も持っています。 しかし、それらの発生を誘導し、ヒト幹細胞と区別する現在の方法は時間がかかり、機能的にも制限されています。 新しい論文の中で、ソークの研究者らは、炎症に敏感で、私たちの脳の星状膠細胞と非常によく似た機能をもつ星状膠細胞を区別するより効率的な方法について説明している。 さらに、ソーク星状細胞はニューロンと共培養できるため、研究者は健康な状態と病気の状態の両方でこれら XNUMX つの重要な細胞型間の相互作用をモデル化できます。

成長因子と呼ばれる化学物質の適切なカクテルを段階的に投与すると、ヒト多能性幹細胞が体内のあらゆる種類の細胞に発達するよう促すことができます。 ソークプロトコルは、XNUMX週間にわたって多能性幹細胞を最初に一般的な神経細胞に導き、次にアストロサイトの前駆細胞に導きました。 さらに化学浴を行うと、前駆細胞は数週間後にアストロサイトに分化しました。

「星状細胞を分化させる他の方法もありますが、私たちのプロトコールは炎症に敏感な細胞に早く到達するため、モデリングがより効率的かつ簡単になります」と、ソークの上級スタッフ科学者で論文著者の一人であるキャロル・マルケット氏は言う。

Gage 研究室の新しい方法のもう XNUMX つの利点は、アストロ サイト前駆細胞を凍結し、必要に応じて後で増殖および分化させることができるため、研究者は新しい実験ごとに約 XNUMX 週間の時間を節約できることです。

試験の結果、誘導されたアストロサイトは、実際の脳組織から単離されたアストロサイトと非常によく似た機能を有することが明らかになった。 研究室で作成されたアストロサイトは、天然のアストロサイトと同様に神経伝達物質のグルタミン酸とカルシウムに反応しました。 典型的な星状細胞と同様に、研究室で生成された細胞も、独自のサイトカインを産生することにより、サイトカインと呼ばれる炎症性分子の存在に強く反応しました。

さらに、チームは人工多能性幹細胞 (iPSC) でプロトコルをテストしました。iPSC は、通常は皮膚に由来する成体細胞で、幹細胞様の状態に再プログラムされています。 同研究室は、iPSC を天然のアストロサイトと同じ炎症感受性を示すアストロサイトに変えることに成功し、脳の炎症が関与する可能性のある疾患を研究するための重要なリソースを提供しました。

「この技術により、これまで尋ねることさえできなかった脳の発達や病気に関する質問に取り組み始めることができます」とゲージ氏は言います。 研究チームはまた、多能性幹細胞由来のアストロサイトとニューロンを共培養した。これは、さまざまな種類の脳細胞と正常な機能や疾患との関係を探る上で重要なステップである。

「iPSC の使用で興味深いのは、多発性硬化症、アルツハイマー病、うつ病などの疾患を患う人々から組織サンプルを入手すれば、アストロ サイトがどのように動作し、ニューロンとどのように相互作用するかを研究できることです」とクリシュナ ヴァドダリア氏は言います。ソーク研究員であり、論文の筆頭著者の XNUMX 人。 これは研究室の研究の次のステップとなります。

その他の著者: レナータ サントス、バティスト N. イェーガー、アリアナ メイ、サブリナ レフコチロス フォーゲルクイスト、アナ PD メンデス、ガリーナ エリクソン、マキシム ショヒレフ、リン ランドルフ ムーア、キャリー フレドレンダー、ソニア デイブ、ルース オフナー、コナー フィッツパトリック、モニーク ペーナ、ジェリカ・J・バロン、マンチング・クー、アーメット・M・デンリ、ビラル・E・カーマン（ソーク在住）。 フランスのパトリック・シャルネ エコール・ノルマル・シュペリウール; そしてジョン・R・ケルソー カリフォルニア大学サンディ​​エゴ校.

この作品に資金提供されたのは、 ヤンセンファーマシューティカルズ ポールG.アレンファミリー財団、ボブとメアリー・ジェーン・エングマン、 JPB財団、 レオナM.とハリーB.ヘルムズリー慈善信託、アネット・C・マール・スミス、 国立衛生研究所 G. ハロルド & レイラ Y. マザーズ財団 国立癌研究所 チャップマン財団 ヘルムズリー慈善信託 スイス国立科学財団、リンとエドワード・ストレイム、 欧州分子生物学機関 ベッテンコート・シューラー財団 フィリップ財団.