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» 2017年10月10日 15時00分 公開

医療技術ニュース:増えない細胞だったニューロンの細胞分裂に成功、新たな脳再生医療へ

東京医科歯科大学は、大脳皮質ニューロンの細胞分裂を妨げる仕組みを突き止め、さらにそれを解除する低分子化合物を同定し、脳梗塞モデルニューロンを細胞分裂させることに成功した。

[MONOist]

 東京医科歯科大学は2017年9月19日、大脳皮質ニューロンの細胞分裂を妨げる仕組みを突き止め、さらにそれを解除する低分子化合物を同定し、脳梗塞モデルニューロンを細胞分裂させることに成功したと発表した。同大学統合研究機構脳統合機能研究センター 准教授の味岡逸樹氏らの研究グループと愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所との共同研究によるもので、成果は同日、英科学誌「Development」電子版に掲載された。

 脳梗塞など、ニューロンが脱落する神経変性疾患では、脱落しなかったニューロンも増えず、かつ進行的に脱落するため、治療が難しい。同研究で判明した脳梗塞ニューロンの脱落を防いで細胞分裂させる方法は、新しい脳再生医療につながることが期待される。ただし現時点では、脳への悪影響やがん化の可能性もあるため、脳梗塞後に分裂したニューロンの機能を検討し、脳再生医療へ展開できるか検証を進める。

 細胞分裂が起こる過程は細胞周期と呼ばれ、細胞周期には、DNA複製をするS期、細胞分裂をするM期、それらの間にG1期とG2期がある。ニューロンは、増えない細胞の代表例だ。主に胎児期に細胞分裂を繰り返す神経前駆細胞から生み出され、分化開始とほぼ同時に別の細胞周期であるG0期に入り、増えなくなると考えられている。

 味岡准教授らのグループはこれまでに、Rbファミリータンパク質がG0期からS期へ進行しないためのブレーキとして機能し、それらを欠損させると一部のニューロンが増えることを発見していた。一方で、その他の研究から、脳梗塞やアルツハイマー病で観察されるニューロン脱落の一部は、Rbをリン酸化して細胞周期をS期へと進めてから細胞死を起こすということも知られている。

 今回の研究では、まず、S期に進んでからニューロンの細胞死を誘導するRbファミリー欠損モデル(脳梗塞モデル)を確立した。そのモデルでM期へ進行する際のブレーキの仕組みを調べたところ、脳発生期のDNAメチル化酵素の作用で、Chk1キナーゼというタンパク質の機能が抑制され、ブレーキがかけられていることが分かった。

 さらに、Chk1キナーゼを活性化させて、このブレーキを解除するのが低分子化合物カンプトテシンであることも見いだした。そこで脳梗塞モデルに、特定の濃度のカンプトテシンを投与したところ、細胞分裂させることに成功した。

photo ニューロンと細胞周期 出典:東京医科歯科大学
photo ニューロンの細胞周期と細胞死 出典:東京医科歯科大学
photo 脳梗塞モデルニューロンの細胞分裂 出典:東京医科歯科大学

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