研究者らは、脳免疫細胞をニューロンに変換し、損傷したニューロンを置き換え、脳卒中を患ったマウスの機能を回復させた。次のステップは、人間の脳細胞を使って同じ結果が得られるかどうかを調査し、脳卒中治療への扉を開くことになる。
脳卒中やその他の脳血管疾患により脳への血流が低下すると、ニューロンが損傷するか死滅し、独特の身体的および心理的欠陥が生じます。今回、日本の九州大学の研究者らは、脳の主要な免疫細胞であるミクログリアをニューロンに変換することによって、脳卒中を患ったマウスの運動機能を回復させた。
この研究の責任著者である中島健一氏は、「私たちが切り傷を負ったり骨折したりしても、皮膚や骨の細胞は複製することができ、それによって体を治癒することができます。しかし、脳のニューロンは簡単には再生しないため、損傷は永続的なことが多いのです。したがって、失われたニューロンを収容する新しい方法を見つける必要があります。」と述べています。
研究者らは以前の研究から、健康なマウスの脳内でミクログリアが誘導されてニューロンに発達する可能性があることを知っていた。脳卒中後、損傷した脳細胞または死んだ脳細胞を除去する役割を担うミクログリアが損傷部位に向かって移動し、急速に複製します。
「ミクログリアは豊富に存在し、私たちが必要とする場所に正確に存在するため、形質転換の理想的な標的です」とこの研究の筆頭著者である入江崇氏は述べた。
研究者らは、ヒトの脳卒中と一般に関連する脳の主要血管である右中大脳動脈を一時的に遮断することにより、マウスの脳卒中を誘発した。 1週間後、研究者らはマウスの運動機能に障害があり、意思決定、行動計画、運動制御に関与する脳の領域である線条体のニューロンが大幅に減少していることを観察した。
彼らは、ウイルスベクターとして使用されるレトロウイルスのサブクラスであるレンチウイルスを使用して、脳卒中損傷部位のミクログリアにDNAを挿入しました。 DNA には、ニューロンのスイッチングを誘導するタンパク質である NeuroD1 を生成するための指示が含まれています。次の数週間で、これらの細胞はニューロンに成長します。
DNA移植から3週間後、マウスの運動機能は改善した。 8週間までに、新たに誘導されたニューロンは脳回路にうまく統合された。研究者らが新しいニューロンを除去したところ、運動機能の改善は消失し、新しいニューロンがマウスの回復に直接寄与したことが確認された。
「これらの結果は有望です」と中島氏は語った。 「次のステップは、NeuroD1 がヒトのミクログリアを効果的にニューロンに変換できるかどうかをテストし、ミクログリアに遺伝子を挿入する私たちの方法が安全であることを確認することです。」
マウスは脳卒中後の急性期、つまりミクログリアが損傷部位に移動しているときに治療されたため、研究者らは次に、後期段階でマウスに回復効果をもたらすことができるかどうかを確認することを計画した。
この研究は米国科学アカデミー紀要（PNAS）に掲載された。