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科学者は人間の皮膚細胞を直接脳細胞に変換する

皮膚細胞を細胞プログラミング分子の特定の組み合わせにさらすことによって、科学者はそれらを天然細胞のように振る舞う脳細胞に変換することができた。

皮膚細胞およびニューロン

この研究は、多くの細胞変換技術とは異なり、最初に幹細胞段階に戻らず、脳細胞に直接変換して、他の多くの細胞タイプを生成するリスクを回避するため、珍しいことです。

この研究はユニークなものです。なぜなら、チームは脳細胞の範囲を広げる代わりに、脳細胞の特定のタイプになるようにスキンケルを再プログラムすることができたからです。

セントルイスのワシントン大学医学部(WUSTL)の研究者らは、これらの細胞がどのようにして特定のタイプの脳細胞に中性小細胞ニューロンとして知られている皮膚細胞を再プログラムするためにマイクロRNAと転写因子の特定の組み合わせを使用したかを報告している。

マウスの脳に注射してから少なくとも6ヶ月間生存した中型の棘状神経細胞は、運動を制御するために重要であり、ハンチントン病の主要なタイプである。

ハンチントン病は、不随意運動および精神的能力の漸進的低下を引き起こす遺伝性遺伝疾患である。通常中年から始まるこの病気の患者は、症状が出てから20年生存することができますが、徐々に悪化します。

変換された細胞は天然細胞の性質を示した

WUSTL発達生物学の助教授Andrew S. Yoo博士は、新しい細胞はマウス脳で生存するだけでなく、天然細胞と同様の性質を示すことを明らかにした。

「これらの細胞は、特定の脳領域への投影を拡大することが知られています。そして、移植されたヒト細胞も、マウスの脳におけるこれらの遠方標的にも結合していることがわかりました。

彼らは研究の成人ヒト皮膚細胞を使用し、発育の初期段階でマウス細胞やヒト細胞を使用しなかったため、研究チームは再生医療において患者自身の細胞を使用する可能性を示していると考えている。これは、治療が容易に利用可能な細胞を使用することができ、また免疫拒絶の問題を回避することができるため、重要である。

彼らの研究のために、ユ博士らは脳細胞の環境を模倣する環境下で皮膚細胞を培養した。以前の研究では、miR-9とmiR-124と呼ばれる2つの小さなRNA分子にさらされた細胞が異なるタイプの脳細胞にそれらを転移させることを発見しました。

彼らはまだ何が起こっているのかを正確に調べようとしていますが、2つの小さなRNA分子は、脳細胞を作るための指示を保持している緊密に詰まったDNAインサイド細胞を開き、その発達と機能に特有の遺伝子がスイッチオンされると考えています。

これらの小さなRNA分子への暴露がスキンケアを脳細胞の混合物に変換することを証明したので、チームは化学物質の微調整を開始しました。彼らは、既に知られている転写因子と呼ばれる分子を加えることによって、中枢神経ニューロンが豊富な脳の部分に存在していました。

転写因子は細胞を特定のタイプに導く

共同創始者のMatheus B. Victor(神経科学の大学院生)は、小さなRNA分子が「重い持ち上げをしている」と信じています。

我々は、皮膚細胞を特定のサブタイプ(この場合は中程度の有棘ニューロン)に導く転写因子を追加し、異なる転写因子を切り替えることによって異なるタイプのニューロンを産生することができると考えている」と語った。

チームはまた、皮膚細胞が転写因子のみに曝露されると、小さなRNA分子がなくても、皮膚細胞は正常に変換されないことを示した。

チームはまた、新しい脳細胞が天然の中型スピンニューロンの特徴を有することを示すために広範な試験を行った。彼らは、特定のタイプの正しい遺伝子を発現し、他のタイプのニューロンの遺伝子を発現しなかった。

そして、マウスの脳に移植されると、変換された細胞は、天然の中型スピンニューロンのように見え、それらのように振る舞いました。

チームは現在、ハンチントン病患者の皮膚細胞を使用しており、新しい手法を使用して中型の棘ニューロンに変換しています。彼らはまた、この病気のマウスに細胞を注入する予定です。

この研究は国立衛生研究所(NIH)を含む様々な機関によって資金提供された。

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