大脳基底核回路機能およびその再構築に関する多次元的解析

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大脳基底核関連疾患の治療法として、神経幹細胞移植法が期待されているが、移植後の神経回路再構成や機能改善に関する基礎的データは少ない。本研究では、胎生初期中脳由来神経上皮型幹細胞を、パーキンソン病モデルラットの線条体に移植して、移植後の機能改善およびニューロン、シナプスの再生について、行動学的および電気生理学的検討を行なった。今回は、ドナーとしてラットとミニブタの両方を用い、パーキンソン病モデルラットに対する同種移植および異種移植の効果を、移植4-12週後において比較検討した。アンフェタミン投与による回転運動を指標にした行動学的解析では、ラット由来、ミニブタ由来の神経上皮型幹細胞いずれの移植によっても機能改善を示したが、同種移植の方が効果発現までの時間が短く、かつ効果が大きかった。薬物による治療では、逆回転を示すことが散見され、過剰な効果、副作用と考えられるが、本研究では、同種移植、異種移植のいずれにおいても逆回転は認められなかった。移植後のラット脳スライスを用いたホールセル記録では、同種移植、異種移植いずれの場合も、移植後4週以降、ドナー細胞は複数種のニューロンおよびグリアに分化し、また、移植部位外(宿主領域)からグルタミン酸性およびGABA性のシナプス入力を受けていることが示された。電気生理学的には同種移植と異種移植との間に差異は認められなかった。以上の結果から、神経上皮型幹細胞移植が、パーキンソン病モデルラットの機能改善に有効であることが示唆され、将来的にはヒトの大脳基底核関連疾患や脳血管障害に対する治療法へと発展することも期待される。