Research Abstract

転写因子をコードするmRNAによるヒト多能性幹細胞の神経細胞への迅速な分化

Rapid differentiation of human pluripotent stem cells into functional neurons by mRNAs encoding transcription factors

2017年2月13日 Scientific Reports 7 : 42367 doi: 10.1038/srep42367 (2017)
転写因子をコードするmRNAによるヒト多能性幹細胞の神経細胞への迅速な分化
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ヒト多能性幹細胞(hPSC)を利用した疾患モデルの作製、薬剤スクリーニング、再生医療での細胞移植療法において、ニューロンへの効率的な分化は、最も重要な課題の一つである。この目的に向けて、本論文では5つの転写因子(TF)― NEUROG1、NEUROG2、NEUROG3、NEUROD1、およびNEUROD2 ― が果たす役割について報告する。分化の速度と効率において難点があった従来法と比べて、これらのTFの合成mRNAカクテルは、hPSCを7日間で機能的ニューロンに分化させることが、カルシウム画像解析および電気生理学的解析により示された。これらの細胞は運動ニューロンの表現型を示していることが免疫染色により示された。これらの結果は、hPSCから、迅速かつ効率良く、痕跡を残さずに、機能的ニューロンを分化させるための新しい方法が確立されたことを示している。

Sravan Kumar Goparaju, Kazuhisa Kohda, Keiji Ibata, Atsumi Soma, Yukhi Nakatake, Tomohiko Akiyama, Shunichi Wakabayashi, Misako Matsushita, Miki Sakota, Hiromi Kimura, Michisuke Yuzaki, Shigeru B. H. Ko and Minoru S. H. Ko

Corresponding Author

洪 実
慶應義塾大学医学部 坂口光洋記念 システム医学講座

Efficient differentiation of human pluripotent stem cells (hPSCs) into neurons is paramount for disease modeling, drug screening, and cell transplantation therapy in regenerative medicine. In this manuscript, we report the capability of five transcription factors (TFs) toward this aim: NEUROG1, NEUROG2, NEUROG3, NEUROD1, and NEUROD2. In contrast to previous methods that have shortcomings in their speed and efficiency, a cocktail of these TFs as synthetic mRNAs can differentiate hPSCs into neurons in 7 days, judged by calcium imaging and electrophysiology. They exhibit motor neuron phenotypes based on immunostaining. These results indicate the establishment of a novel method for rapid, efficient, and footprint-free differentiation of functional neurons from hPSCs.

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