胚性幹細胞(ES細胞)を用いた神経幹細胞の時間的・空間的特異性制御機構の解析

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1.マウスES細胞を用いた神経幹細胞(neurosphere)の誘導系の確立とその時間的・空間的特異性の同定:マウスES細胞からBMPの阻害剤であるNoggin、または低濃度のレチノイン酸(RA)存在下で浮遊培養して得られた胚様体(EB)を分散し、無血清培地でbFGF存在下で浮遊培養することで高効率にneurosphereを形成する培養法を確立した。これらのneurosphereは継代してsecondary/tertiary neurosphereを形成することができ、primaryからはニューロンのみが、secondary/tertiaryからはニューロン及びグリア細胞が誘導され、神経幹細胞の時間的特異性の変化を反映していると考えられた。さらに、領域特異的マーカーの解析によりEB形成時にNogginまたは様々な濃度のRAを用いることで前後軸を、またneurosphere形成時にShh-N, Wnt3a, BMP4を加えることで同様に背腹軸を制御し、ES細胞由来神経幹細胞の領域特異性をin vitroで自在に制御し得ることを明らかにした。2.マウスES細胞由来神経幹細胞のin vivoにおける機能解析と神経変性疾患モデルにおける神経再生:低濃度RAを用いて誘導したES細胞由来neurosphereを野生型ラットおよびALSモデル(変異型ヒトSOD1(G93A)トランスジェニック)ラットの腰髄に移植したところ、NeuN陽性のニューロンに分化し、その一部はCholine Acethyl transferase (ChAT)陽性のコリン作動性ニューロンに分化していた。これらの結果からES細胞由来神経幹細胞がin vivoでもニューロンに分化し得ることが示された。3.ヒトES細胞への応用:京都大学より分与を受けたヒトES細胞の培養を開始し、神経系細胞への分化培養系の開発を開始した。