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皮質の神経形成：研究室の進歩からセルベースの​​治療への移行

Cortical Neurogenesis: Transitioning from Advances in the Laboratory to Cell-Based Therapies

私はアーノルド・クリックステインです。UCSFの再生医学研究所の所長を務めており、私の専門分野は発生神経生物学です。具体的には、皮質の発生初期段階に非常に強い関心を持っており、神経幹細胞および前駆細胞を対象に、それらがどのようにニューロンを生成し、それらのニューロンがどのように移動して、発達中の脳、特に皮質内で回路を形成し始めるかを研究しています。子宮内エレクトロポレーションの登場は、脳の発達初期段階の研究において、SDO氏とその同僚らによって導入された変革的な技術の一つであると考えられます。この手法により、多種多様な遺伝子について機能獲得および機能喪失実験を行うことが可能になりました。しかも、皮質の発達初期にニューロンを形成している神経幹細胞や前駆細胞に、これらの遺伝子を直接導入することで、比較的シンプルに実施できます。この手法は、胚ステージの動物の大脳室にプラスミド形式のDNAを注入し、その後、短時間の電流を印加することで、室脈を裏打ちする細胞にプラスミドを導入するという単純なものです。これらの細胞は放射状グリア細胞や神経上皮細胞であり、その後、ニューロン、そして最終的にはグリア細胞を産生します。これには、特定の遺伝子の発現をダウンレギュレートまたはノックダウンできる短鎖干渉RNAの使用や、特定の遺伝子産物を直接過剰発現させることが含まれます。これら両方の実験セットによって、発達中の脳における相補的な効果を調べることができます。標的分子には、脳発達の初期段階に関与するもの、あるいはシナプス発達や成熟の段階といった、より後期の段階に関与するほぼあらゆるものが含まれます。この技術の登場は、すでに発達中の脳の研究に大きな影響を与えており、近い将来さらに大きなインパクトをもたらすことが期待されています。脳室を裏打ちし、最終的に脳内のすべてのニューロンとグリア細胞を形成する細胞は、神経上皮細胞として始まります。しかし、ニューロンの発達が始まる時期になると、これらの細胞はラジアルグリア細胞として知られる一種のグリア細胞へと変化するか、あるいは変化し始めます。これらは血管と特殊な接触を行い、若年ニューロンの移動を誘導します。そしてほぼ同時期に、興味深い一連の異なる種類の分裂を開始します。彼らは、自分自身のコピーを増やす、つまり分裂するたびに2つの放射状グリア細胞を産生するという、一種の対称的な前駆細胞分裂を行います。また、これらの細胞は非対称な神経原生分裂も行います。そこでは、細胞周期ごとに自己複製を行い、同時にニューロンとなる娘細胞を1つ生成します。しかし、非常に興味深い3番目の分裂形式を持つことも分かっています。これは、娘細胞が異なるという意味で非対称な分裂です。一方は自己複製した放射状グリア細胞となり、もう一方は別の種類の前駆細胞になります。これは、脳室から移動

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