ALSの発症原因解明と治療薬開発に向けたヒト運動ニューロン-骨格筋アレイ

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本研究課題では、 ALS疾患で問題となっている局所的な運動ニューロン障害の原因を突き止め、治療薬開発を進めるため「特定の運動ニューロンを効率良く培養する手法を確立し、薬剤スクリーニング用のヒト運動ニューロン-骨格筋アレイ」構築することを目的としている。これまでに、運動ニューロンをヒトiPS細胞から効率良く分化誘導し培養するための条件を確立した。３種の異なるヒトiPS細胞全てで、同様に運動ニューロンを分化誘導することができた。次に、薬剤スクリーニング系を確立するために、神経組織のアレイを96 well plate上に構築する手法の開発を行った。ひも形状に作製された3次元神経組織をデバイス上に配置・切断し、96 well plateに転写することで、神経幹細胞や神経細胞の３次元組織を簡便にアレイ化することに成功した。開発した神経組織アレイを利用することで、神経幹細胞と分化した神経細胞での異なる薬効を評価することできた。本成果に関しては、論文投稿を行った。ヒトiPS細胞から作製した運動ニューロンとC2C12細胞や、ヒト骨格筋との共培養を行い、神経筋接合部 (neuromuscular junction)が構築されるか検討した。運動ニューロンと筋肉を共培養することで、筋肉細胞が太くなり、多核化も進行した。共培養後、運動ニューロンをグルタミン酸で刺激することで、筋肉の収縮が観察された。薬剤を灌流投与することで、筋肉の収縮をコントロールすることが可能となった。免疫組織染色法により、運動ニューロンから伸展した軸索が筋肉と神経筋接合部を形成していることが判明した。