国立成育医療研究センター,iPS細胞から神経線維を持つ視神経細胞を作製

国立成育医療研究センターの研究チームは,ヒトiPS 細胞から,機能する神経線維(軸索)をもつ視神経細胞(網膜神経節細胞)を作製することに世界で初めて成功した(ニュースリリース)。

視神経が障害されると重篤な視力障害が起こる。視神経疾患の病態解明や薬剤効果の判定には,これまで動物モデル(in vivo 実験)や培養皿でのin vitro 実験が行なわれてきたが,動物とヒトでは器官や細胞が大きく異なり,視神経疾患の病態研究や創薬の研究は,これまで十分に行なわれてこなかった。まして,視神経疾患における遺伝子治療,細胞の移植や再生医療は,動物実験でさえ殆ど行なわれていなかった。

再生医療の分野では,ES 細胞やiPS 細胞などの多能性幹細胞の研究が進められているが,研究を進めるためには,分化した細胞・組織を作る技術を確立する必要がある。眼では,最近3次元培養によって,幼若な網膜を作製することが可能となった。その中に神経節細胞が含まれてはいるが,未熟で,神経線維(軸索)はない。培養皿の中で長い軸索を作ることは,非常に難しいと考えられてきた。

一方,視神経は軸索で構成されており,そこに病気が起こるので,視神経疾患の研究においては,長い軸索をもつ網膜神経節細胞を得ることが,どうしても必要だった。

今回研究グループは,ヒトiPS 細胞から視神経細胞(網膜神経節細胞)を,培養皿の中で作製することに世界で初めて成功した。これは,ヒト皮膚由来のiPS 細胞を培養し,外から形態形成遺伝子などを導入することなく,培養条件のみによって,自己的にiPS 細胞から網膜神経節細胞に分化させることができる,まったく新しい細胞技術。

作製された神経細胞は,1-2cm にも及ぶ長さの神経線維(軸索)をもっている。そして,視神経細胞(網膜神経節細胞)に特有な構造や蛋白がすべて存在していることが,免疫染色,電子顕微鏡観察,分子生物学的方法によって証明された。

この成果により,さまざまな視神経疾患ごとに病態解明・治療の研究を行なうことが可能になる。なかでも国民の失明原因の第1位である緑内障の病態解明,治療に大きく貢献することが期待される。さらに,この神経細胞を移植して神経線維が脳に到達し,視覚が復元する可能性もあるという。

さらに,神経学の基礎研究にも貢献が期待できるという。視神経の発生,グリア細胞等との関係,神経線維成長における経路探索のメカニズム,視覚成立の分子メカニズムなど,視覚生理学,神経学の基礎研究にも大きく役立つと,研究グループは考えている。