脳毛細血管内皮細胞のバリア機能を制御する生理活性因子の同定および機能解析

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本研究では、サルES細胞やES細胞から分化誘導した神経前駆細胞（NPC）が脳毛細血管内皮細胞のBBBバリア機能を亢進させることを見出した。サル初代培養脳毛細血管内皮細胞（MBME）とES細胞、および、MBMEとES細胞由来NPCとの非接触共培養において、BBB構成細胞である血管内皮細胞-ペリサイト-アストロサイト共培養と比較すると、内皮細胞のBBBバリア機能が顕著に亢進された。これらの結果より、ES細胞およびES細胞由来NPCから分泌される液性因子が内皮細胞の機能亢進に関与していることが示唆される。そこで、ES細胞/ES細胞由来NPCから分泌される液性因子が組織特異性を獲得していない未成熟な血管内皮細胞から脳毛細血管内皮細胞への成熟分化に作用する分化誘導因子になり得るかを検討するため、ES細胞から血管内皮細胞の分化誘導に取り組んだ。既に確立した分化誘導法に対し改良を加え、(i)血管内皮細胞の分化誘導効率の向上と、(ii)血管内皮細胞とペリサイトの2細胞のみを選択的に分化誘導することに成功した。血管内皮細胞とペリサイトとの共培養により、マトリゲル上で示す血管内皮細胞による管腔形成能が促進された。血管内皮が形成する管腔はペリサイトの被覆が観察され、ペリサイトが取り囲むことによって管腔構造は安定化した。さらに血管内皮細胞とペリサイトを一過性中大脳動脈閉塞モデルラットの脳内へ移植し、神経学的機能評価を行ったところ、炎症を有意に減少させ、神経症状の改善傾向が認められた。以上より、ES細胞由来血管内皮細胞およびペリサイトは生体内において機能的に作用する可能性が示された。今後、ES細胞およびES細胞由来NPCから分泌される液性因子をES細胞由来血管内皮細胞に作用させることで脳毛細血管内皮への成熟分化を図り、BBBバリア形成の分子機構の解明に期待する。