Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

細胞工学 / 再生医療 / オルガノイド / 動物実験代替 / 腎臓 / 前駆細胞 / ストローマ / 拡大培養 / 増幅培養

腎前駆細胞のin vitroでの維持・増殖法に関する知識の獲得は、腎臓の再生医療にとって重要である。本研究では、腎ストローマ前駆細胞の拡大培養を可能にする培養システムの構築を目指した。我々は、ある複数の増殖因子と小分子化合物からなる組合せが前駆細胞の未分化状態の維持および増殖に適していることを見出した。また、この培養系で培養された細胞と、単離直後の細胞を比較し、遺伝子発現パターンが非常に似通っていることを確かめた。さらに、培養条件を最適化することで、腎オルガノイド中での腎ストローマ前駆細胞の分化を観測することに成功した。これらの結果を基盤とした後継プロジェクトも現在進行中である。

腎臓は20種類以上の細胞からなる非常に複雑な構造を持ち、その構造と機能は密接に関連している。ゆえに再生医療などを目指した成体の腎組織の直接的な再構築は困難である。しかしその発生過程に着目すると、主に3種類の前駆細胞からなる単純な構造に始まり、それらの細胞間の相互作用を通じて複雑化していく。つまり、この3種類の前駆細胞を準備し、初期の単純な構造を再構築することが、複雑な成体の腎臓を再構築する端緒となると考えられる。本研究は、その3種類の前駆細胞のうち腎ストローマ前駆細胞に着目し、その適切な拡大培養法を開発することで再生医療などを視野に入れた腎組織の再構築に資することを目的として行った。

細胞工学 / 光応答性材料 / 細胞パターニング / 細胞接着 / 自己集合 / 光分解性材料 / ケージド化学 / ヒドロゲル / 細胞 / 刺激応答性材料 / ケージング / 光分解性保護基 / 交互積層法 / 再生医療

刺激応答性の高分子複合体から成る殻（ナノシェル）で細胞を覆い、刺激を与えられて初めて機能を発揮するような「ケージド細胞」を調製する方法の開発を行った。本研究では、細胞の制御に用いる外部刺激として、時間的・空間的分解能が極めて高い光刺激を選択し、光分解性のナノシェルを開発した。ナノシェルの材料として、光分解性リンカーを介して生体適合性の高い高分子を集合化し、光分解性のヒドロゲルを開発した。この光分解性の集合体を交互積層法によって細胞表面に被覆する技術を開発し、被覆したケージド細胞は、光照射によってその伸展や接着、貪食がコントロールできることを示した。

細胞工学 / 神経幹細胞 / 海馬ニューロン新生 / 認知症予防 / 老齢動物 / アセチルコリン / 運動 / 抗炎症作用 / MRI / 霊長類 / 認知症 / 再生医療 / 幹細胞 / 海馬 / ニューロン新生 / アルツハイマー病マウス / アルツハイマー病 / 認知機能の低下 / 文脈条件付け学習

成体海馬における新生ニューロンの数は、特定の生活習慣(運動や学習)や病態時(脳梗塞や癲癇)に増加することが知られていた。そして、この仕組みを通じて、海馬回路のはたらきを維持することにより、認知症の発症を食い止めることが期待されている。そこで、これまでに、脳血管性認知症の動物モデル(サル、ラット、マウス)を用いて、どのような仕組みにより、新生ニューロンの数が増加するかについて、検討を進めてきた。また、アルツハイマー病型認知症の動物モデルにおいても、ニューロン新生がどれほど変動しているかに関して調査された数編の発表論文はあるものの、いまだに統一見解は得られていない。そこで、本研究では、認知症の病態解明とその予防を目指して、成体海馬のニューロン新生に関する研究を行った。実験には、げっ歯類の脳血管性認知症ならびにアルツハイマー病型認知症モデルを使用した。まずは、脳血管性認知症のラットモデルにおいて、空間記憶機能が低下することを認めた。そして、この際、同時にニューロン新生が活性化していることも突き止めた。また、アルツハイマー病モデルとして使用したプレセニリン・アミロイド蛋白ダブル変異マウスにおいては、生後18ヶ月令において、老人斑が蓄積していることを確認し、この時期には、空間記憶機能が低下することを認めた。このモデルマウスにおける海馬ニューロン新生の動態についても解析を行ったが、コントロールマウスである野生型と比較しても、統計学的に有意差を持って変化していることは見出されなかった。しかしながら、認知症治療薬の一つであるドネペジルによって、海馬ニューロン新生を活性化できることが新たに見出された。