ニューヨーク幹細胞財団（NYSCF）研究所とケース・ウェスタン・リザーブ大学の科学者チームが、多発性硬化症（MS）患者の幹細胞モデルのコレクションを作成したが、これはこれまでで最大の報告例である。研究者らは幹細胞を使用して、脳の不可欠なサポート細胞であるグリアが病気に寄与する独自の方法を特定した。研究者らは、MS患者のグリア細胞が免疫系の影響とは無関係に、病気の本質的な特徴を持っていることを報告した初めての研究であると示唆している。この結果は、幹細胞研究が病気の生物学に新たな洞察をもたらす力を持っていることを示している。
この研究の発見は、MS 治療の新たな可能性も開きます。病気に関与する特定のグリア細胞の行動を特定することで、研究者はこれらの細胞を直接標的とする潜在的な治療法を模索できます。これにより、免疫系を抑制するだけにとどまらない、より効果的な治療法が開発され、患者に新たな希望がもたらされる可能性があります。
「私たちの研究結果は、MSに関する理解を大きく前進させるものであり、多くの患者の治療環境を一変させる可能性のある治療介入の標的としてのグリア細胞の大きな可能性を強調するものです」と、研究共同リーダーで、ケース・ウェスタン・リザーブ大学医学部の革新的治療学のドナルド・アンド・ルース・ウェーバー・グッドマン教授兼グリア科学研究所所長、NYSCF-ロバートソン幹細胞研究者卒業生のポール・テザー博士はコメントしています。
テザールは、共同リーダーのヴァレンティーナ・フォッサティ博士（NYSCF上級研究員）と同僚とともに、研究結果を報告した。 細胞幹細胞「患者のiPSCモデルが多発性硬化症におけるグリア固有の表現型を明らかにする研究チームは報告書の中で、「iPSC由来のMSモデルは、末梢免疫系とは独立して疾患表現型に対するグリア細胞の寄与を分析し、治療介入のための潜在的なグリア細胞特異的標的を特定するための独自のプラットフォームを提供する」と結論付けている。
MS は、体の免疫系が誤って脳と脊髄の神経を包む保護ミエリン鞘を攻撃することで起こる自己免疫疾患で、重大な神経障害を引き起こします。「多発性硬化症 (MS) は中枢神経系 (CNS) の炎症性および神経変性疾患であり、時間の経過とともに悪化する神経障害を引き起こします」と著者らは書いています。「MS の病態生理学における免疫系の役割の定義は進歩していますが、内因性 CNS 細胞機能障害の寄与は依然として不明です。」
「これまでの研究や治療戦略のほとんどは、過剰に活性化した免疫システムを阻害することに焦点を当ててきましたが、脳自体の細胞、特にグリア細胞がMSの発症と進行にどのように関与しているかは謎のままでした」とフォサティ氏は付け加えた。 「「慢性MSの進行の背後にあるメカニズムは部分的にしか解明されておらず、緊急に満たされていないニーズが浮き彫りになっています」と研究チームは続けた。「人工多能性幹細胞（iPSC）技術に基づくヒトモデルは、複雑な中枢神経系障害の調査にますます使用され、MSにおけるグリア機能障害の調査の機会を提供しています。」
研究者らは研究のために NYSCF の自動化プラットフォームを活用し、MS 患者の皮膚生検から人工多能性幹細胞を作成し、多様な臨床サブタイプにまたがる、これまでで最大の MS 患者幹細胞株コレクションを作成しました。その後、科学者らは iPSC をグリア細胞 (オリゴデンドロサイトやアストロサイトを含む) に変換し、疾患における役割を調査しました。「… MS 患者から多様な臨床サブタイプにまたがる人工多能性幹細胞 (iPSC) 株のコレクションを作成し、グリア細胞を多く含む培養物に分化させました」と研究者らは述べています。フォサティ氏はさらに、「幹細胞からグリア細胞を多く含む培養物を作成することで、免疫細胞や炎症シグナルの存在によって常に変化する体内の複雑な環境とは無関係に、MS における役割を研究することができました」と付け加えました。
進行性多発性硬化症の一次iPSC細胞株から得られたグリア細胞を豊富に含む培養物。アストロサイト（黄色）、オリゴデンドロサイト（シアン）、ニューロン（マゼンタ）を示しています。 [New York Stem Cell Foundation]単一細胞遺伝子発現プロファイリングを使用して、科学者は、一次進行性多発性硬化症（PPMS、この病気の特に重篤な形態）の患者から採取した幹細胞由来のグリア細胞培養物には、オリゴデンドロサイトが少ないことを突き止めました。オリゴデンドロサイトは、MSで失われる神経線維の保護鞘であるミエリンの生成を担っています。「この観察結果は、MSが純粋に免疫系の機能不全によって引き起こされるという従来の理解に疑問を投げかけ、この病気が脳自体に由来するプロセスによっても引き起こされる可能性があることを示唆しています」とテザー氏は指摘しました。
研究チームはまた、MS患者の幹細胞由来グリア細胞培養物で免疫および炎症機能に関連する遺伝子群が特に活発であることも観察し、MSで亡くなった人の脳サンプルで見られるものと一致することを発見した。「単一細胞トランスクリプトームプロファイリングと直交分析を使用して、グリア細胞固有の疾患メカニズムを示唆するMS培養物の特徴的な特性をいくつか観察しました」と著者らは述べている。「進行性MS由来の一次培養物にはオリゴデンドロサイトが少ないことがわかりました。さらに、MS由来のオリゴデンドロサイト系細胞とアストロサイトでは免疫および炎症遺伝子の発現が増加しており、MS死後脳のグリア細胞と一致していました。」
NYSCF の科学者たちは、最新の人工知能の進歩を活用して、人間の目では簡単には見えないアストロサイトの違いを検出しました。「… 形態学的分析は、MS アストロサイトの炎症性クラスターが、それらを健康なアストロサイトと区別できるようにするという仮説を裏付けています」と科学者たちはコメントしています。フォサティ氏はさらに、「幹細胞から作成されたグリアが MS 患者の脳のグリアと類似した特徴を示すという事実は、幹細胞モデルが生きた患者の脳で起こっていることをかなり正確に反映していることを示しており、このモデルを使用してこの疾患に関する重要な洞察を得ることができることを示しています」と述べています。
MS における自己免疫活性のため、現在の多くの治療法は免疫系を標的としています。これらの薬剤は免疫攻撃の頻度を減らすのに役立ちますが、残念ながら、病気の進行を促進する神経変性を防ぐには不十分です。研究チームは論文で、「…私たちの研究は、MS 患者の iPSC 由来のグリア細胞を豊富に含む培養物が、MS における CNS 固有の表現型を特定するための強力なモデルであることを示しています。グリア細胞の MS 病因への寄与を完全に理解するには、ヒト iPSC 由来モデルを使用した今後の研究が必要です。これらの発見により、MS の進行を阻止または逆転させるための新しいグリア細胞特異的治療ターゲットが明らかになる可能性があります」と結論付けています。NYSCF の社長兼 CEO である Jennifer J. Raab 博士は、「この研究はチーム サイエンスの顕著な例です…このような独自のコラボレーションを通じて、患者が緊急に必要としている現代の主要な病気の新しい治療法をさらに迅速に実現できます」と付け加えました。
1724790726
#多発性硬化症モデルがグリア細胞の役割を明らかにし新たな標的を示唆
2024-08-27 20:25:00