ヒト脳マイクロパソフィジオロジカルシステムズ：脳疾患の生体模倣と創薬研究への応用

本研究は、脳疾患を再現する新たな三次元型ヒトモデル「ヒト脳Micro-Patho-Physiological Systems」を創成すること、さらに病態機序解析や薬効解析を通じて、創薬研究におけるそれらの有用性・実装性までを実証することを目的としている。具体的な対象疾患はグリオーマ、多発性硬化症、パーキンソン病である。初年度は、各病態モデルを構築するための基盤条件の検討を行った。まずグリオーマモデルでは、U87、U251、AM-38、ccf-sttgの４種のグリオーマ細胞と脳毛細血管内皮細胞を共培養し、それぞれの血液脳腫瘍関門機能を検討した。その結果、関門機能は全ての共培養モデルにおいて一様ではなく、差異が認められた。したがって、用いるグリオーマ細胞の特性に応じて異なる特徴を有するモデルを構築することができると考えられた。多発性硬化症モデルの構築に向け、まず脳毛細血管内皮細胞の炎症応答性を解析した。その結果、炎症性サイトカイン曝露下で免疫細胞モデルであるＴＨＰ－１細胞とＪｕｒｋａｔ細胞の脳毛細血管内皮細胞への接着が亢進することが明らかとなった。パーキンソン病モデルの構築に向け、ヒト不死化アストロサイトとドパミン神経由来LUHMES細胞との共培養法の構築と検証を行った。その結果、アストロサイトとの共培養によりLUHMES細胞の成熟化が促進した。さらにアストロサイトとの共培養時にのみ、炎症性サイトカイン曝露による神経障害が認められた。以上について、学会発表を行った。これら結果により、各モデル構築における基本的な知見を得ることが出来たことから、次年度は各病態に応じた検討を進める予定である。

本研究は、脳疾患を再現する新たな三次元型ヒトモデル「ヒト脳Micro-Patho-Physiological Systems」を創成すること、さらに病態機序解析や薬効解析を通じて、創薬研究におけるそれらの有用性・実装性までを実証することを目的としている。具体的な対象疾患はグリオーマ、多発性硬化症、パーキンソン病である。初年度は、各病態モデルを構築するための基盤条件の検討を行った。まずグリオーマモデルでは、U87、U251、AM-38、ccf-sttgの４種のグリオーマ細胞と脳毛細血管内皮細胞を共培養し、それぞれの血液脳腫瘍関門機能を検討した。その結果、関門機能は全ての共培養モデルにおいて一様ではなく、差異が認められた。したがって、用いるグリオーマ細胞の特性に応じて異なる特徴を有するモデルを構築することができると考えられた。多発性硬化症モデルの構築に向け、まず脳毛細血管内皮細胞の炎症応答性を解析した。その結果、炎症性サイトカイン曝露下で免疫細胞モデルであるＴＨＰ－１細胞とＪｕｒｋａｔ細胞の脳毛細血管内皮細胞への接着が亢進することが明らかとなった。パーキンソン病モデルの構築に向け、ヒト不死化アストロサイトとドパミン神経由来LUHMES細胞との共培養法の構築と検証を行った。その結果、アストロサイトとの共培養によりLUHMES細胞の成熟化が促進した。さらにアストロサイトとの共培養時にのみ、炎症性サイトカイン曝露による神経障害が認められた。以上について、学会発表を行った。これら結果により、各モデル構築における基本的な知見を得ることが出来たことから、次年度は各病態に応じた検討を進める予定である。