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ヒトiPS由来ニューロンと脳オルガノイドによる神経疾患モデルとは?

[ 2018-07-23 ]

近年ES/iPS細胞由来のニューロンやグリアを得られるようなったことで、これまでは困難だった、ヒト神経疾患表現型のin vitroでの再現が可能になってきました。加えて、CRISPR-Cas9などの遺伝子編集技術で原因遺伝子を修復・改変することで、より詳細な疾患メカニズムの解明、および細胞治療の研究が進んでいます。iPS細胞を利用したドラッグスクリーニングが個別化医療へと展開する日も近いかもしれません。さらに、最新のオルガノイド培養技術ではヒト脳の3次元構造を再現できるようになり、脳発生や高次脳機能の研究がin vitroで実現しつつあります。治療法がなかった難病の研究に光が当たることが期待されます。

 

 

ヒトES/iPS細胞からのニューロン・グリア分化

ヒトES/iPS細胞および神経幹細胞から、モノレイヤー培養またはニューロスフェア培養にて各種のニューロン・グリアに分化、成熟させることができます。

画像

 

 

ヒトiPS細胞由来の神経疾患モデル

これまでにiPS細胞から、多岐にわたる神経疾患モデルが作成されています。

 

神経発達・精神障害モデル

疾患名

iPSC由来細胞

自閉症(特発性)

神経前駆細胞、皮質ニューロン

コケイン症候群

iPSCs

ダウン症候群

神経前駆細胞、ニューロン

ドラベ症候群

グルタミン酸作動性ニューロン

脆弱X症候群

前脳ニューロン

フェラン-マクダーミド症候群

前脳ニューロン

レット症候群

ニューロン、神経前駆細胞

統合失調症

ニューロン、海馬歯状回ニューロン

ティモシー症候群

皮質ニューロン

 

神経変性疾患モデル

疾患名

iPSC由来細胞

副腎白質ジストロフィー

オリゴデンドロサイト、ニューロン

アルツハイマー病

皮質ニューロン

筋萎縮性側索硬化症

運動ニューロン、グリア細胞

家族性自律神経障害

神経堤前駆細胞

フリートライヒ運動失調症

ニューロン

遺伝性痙性対麻痺

皮質脊髄運動ニューロン

ハンチントン病

神経幹細胞、アストロサイト

マシャド・ジョセフ病

グルタミン酸作動性ニューロン

パーキンソン病

ドーパミン作動性ニューロン

球脊髄性筋萎縮症

運動ニューロン

脊髄性筋萎縮症

運動ニューロン

 

 

3次元培養(ミニ脳)によるヒト神経疾患モデル

ヒト脳の3次元構造を再現した神経オルガノイドの培養によって、様々な疾患モデルが作成されています。

疾患名

細胞タイプ

遺伝性大頭症

神経前駆細胞

ティモシー症候群

前脳assembloid中の皮質GABA作動性ニューロン

遺伝性小頭症

神経前駆細胞

大頭症を伴う自閉症スペクトラム症

前脳前駆細胞、ニューロン

アイカルディ・グティエール症候群

皮質ニューロン、アストロサイト

ミラー・ディーカー症候群

放射状グリア、前駆細胞

ウイルス性小頭症

皮質前駆細胞、ニューロン、アストロサイト

 

 

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