Research press release

【幹細胞】パーキンソン病患者の傷ついた神経を置き換えるブックマーク

Nature

Stem cells: Replacing damaged nerves in Parkinson’s disease

パーキンソン病のサルモデルを用いた前臨床研究が行われ、幹細胞療法による神経機能回復が実証された。この前臨床研究では、ヒトiPS(人工多能性幹細胞)から作製されたドーパミン作動性ニューロンの移植によってパーキンソン病サルモデルの運動が活発になることが明らかになった。今回の研究結果は、この幹細胞療法をヒトのパーキンソン病患者の臨床治療に適用できる可能性を示している。この研究について報告する論文が、今週掲載される。

iPS細胞は、さまざまな細胞に分化する能力を備えるように再プログラム化された成体細胞だが、ヒトiPS細胞は、神経疾患患者の脳内で損傷した神経細胞を置き換える細胞療法に用いられる細胞の供給源として有望視されている。パーキンソン病の場合、ドーパミンを使って情報伝達を行う神経細胞(ドーパミン作動性ニューロン)が損傷している。これまでのところ、パーキンソン病の霊長類モデルを用いたヒトiPS細胞由来ドーパミン作動性ニューロンの長期研究は行われていない。そこで高橋淳(たかはし・じゅん)たちの研究グループは、このニューロンをパーキンソン病のモデルの1つを示すサルの脳に移植して、安全性と機能を評価した。その結果、このヒト由来の神経細胞が長期間生存して中脳ドーパミン作動性ニューロンとして機能し、さまざまな運動を回復させたことが明らかになった。安全性に関しては、このニューロンから少なくとも2年間は脳腫瘍が発生することはなく、免疫応答の誘導も全くないか、弱い免疫応答が誘導されるだけだった。

生存しているドーパミン作動性ニューロンの数は動物によって異なっており、高橋たちは、その生存に影響を及ぼす遺伝的特徴を同定したが、これは、臨床条件下で最適な細胞株を選ぶために利用しうる。今後研究を重ねて、良質なドナー細胞のマーカーとして最も優れたものを突き止める必要があるが、今回の研究結果は、神経疾患の細胞療法の開発に寄与する可能性がある、と高橋たちは結論付けている。

これに関連して、移植後のiPS細胞由来ニューロンの生存期間を長くする方法を示した高橋たちのもう1つの論文がNature Communicationsに掲載される。高橋たちは、iPS細胞の主要組織適合遺伝子複合体(MHC)というタンパク質群をレシピエントのMHCと適合させることで、iPS細胞由来ニューロンに対する免疫応答を抑制して、移植されたニューロンの生存期間を長くできることを明らかにした。MHCは、免疫応答を誘導する役割を担っている。MHC適合だけで免疫応答を完全に防ぐことはできないため、高橋たちは、免疫抑制との併用を推奨しているが、MHC適合を実施することで免疫抑制剤の必要用量を減らし、投与期間を短縮できることも指摘している。

Restoration of nerve function in a monkey model of Parkinson’s disease, achieved using stem cell therapy, is demonstrated in this week’s Nature. The preclinical study shows that implantation of dopaminergic neurons derived from human induced pluripotent stem cells (iPSCs) can improve movement in affected monkeys. The results indicate that this approach could potentially be applied to the clinical treatment of human patients with Parkinson’s disease.

iPSCs are adult cells that have been reprogrammed to become capable of differentiating into a range of different cells. Human iPSCs are a promising source for cell-based therapy to replace damaged nerve cells in the brains of patients with neurological disease (in the case of Parkinson’s disease, nerve cells that use dopamine to communicate (dopaminergic neurons) are those that are damaged). To date, long-term study of human iPSC-derived dopaminergic neurons in primate models of Parkinson’s disease has not been performed. Thus, Jun Takahashi and colleagues assessed the safety and function of such neurons by implanting them into the brains of monkeys exhibiting a model of Parkinson’s disease. They show that these human-derived cells display long-term survival, function as midbrain dopaminergic neurons, and restore a range of movements. Regarding safety, the cells did not form any tumours in the brains for at least two years and elicited either no or only a mild immune response.

The number of surviving dopaminergic neurons varied between animals, and the authors identified genetic signatures that may affect survival, which could be used to select the best cell lines in a clinical setting. Further investigations will be needed to clarify the best markers for good donor cells, but the present results could contribute to the development of cell-based treatments for neurological diseases, the authors conclude.

In a related paper, published in Nature Communications, Takahashi and colleagues present an approach that improves the survival of iPSC-derived neurons after transplantation. They show that matching a group of proteins called the major histocompatibility complex (MHC) ― which have a role in eliciting immune responses ― in the iPSCs to the MHC of the recipient improves graft survival by reducing the immune response against the derived neurons. MHC matching does not completely prevent the immune response, so the authors propose that this approach should be used together with immunosuppression; however, they note that MHC matching could reduce the required dose and duration of immunosuppressive drugs.

doi: 10.1038/nature23664 | 英語の原文

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