マウス iPS細胞・ES細胞から機能する神経線維（軸索）をもつ視神経細胞の作製に世界で初めて成功 | 国立成育医療研究センター
http://www.ncchd.go.jp/press/2016/20160628.html


国立成育医療研究センター 病院 眼科医長・研究所 視覚科学研究室長の東 範行の研究チームは、昨年にヒトiPS 細胞から、機能する神経線維（軸索）をもつ視神経細胞（網膜神経節細胞）を作製することに、世界で初めて成功しました。これにより、重篤な視覚障害を起こす視神経疾患の原因や病態の解明、診断・治療の研究に大きな道が開けました。これに引き続き、今回はマウスのES細胞およびiPS細胞から、ヒトiPS細胞と同様の視神経細胞（網膜神経節細胞）を作製することに成功しました。これにより、さらに　幅広く視神経疾患の研究を展開することが可能となりました。


原論文情報

•論文名：Generation of retinal ganglion cells with functional axons from mouse embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells(Taku Tanaka,1) Tadashi Yokoi,1) Sachiko Nishina,1) Fuminobu Tanalu,2) Shu-ichi Watanabe,2) Noriyuki Azuma1)
1) Department of Ophthalmology and Laboratory for Visual Science, National Center for Child Health and Development, Tokyo, Japan
2) Department of Physiology, Faculty of Medicine, Saitama Medical University
)
•掲載雑誌：Investigative Ophthalmology & Visual Science


本プレスリリースのポイント
•眼から脳へ視覚情報を伝達する視神経は、網膜に細胞体（網膜神経節細胞）があり、そこから長い神経線維（軸索）が伸びて、視神経管を通って脳に達する。これまでにヒトの視神経細胞を純粋に培養することはできず、動物から単離培養しても、神経線維（軸索）を温存することは不可能でした。当研究チームは、昨年、ヒトiPS細胞から、培養皿の中で視神経細胞（網膜神経節細胞）を作製することに、世界で初めて成功しました。
•今回、マウスのES細胞およびiPS細胞からも同様に、視神経細胞（網膜神経節細胞）を作製することに世界で初めて成功しました。これにより、この視神経細胞の作製法が動物種や多能性幹細胞の種類を超えて、普遍的な技術であることが確認されました。
•これまでに多くの疾患モデルマウスが樹立され、殊にノックアウト・ノックインによる遺伝子改変マウスが作製されてきました。これらの研究では、疾患モデルマウスの生体を用いて行われてきましたが、視神経細胞のような中枢神経を採取して、培養皿で細胞の研究することはできませんでした。疾患モデルマウスの細胞からiPS細胞を作製し視神経細胞に分化させることによって、培養皿の中で研究を行うことが可能となり、新たな医療研究を展開する可能性が大きく開けました。

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　岩手医大は５日、魚介類に多く含まれるドコサヘキサエン酸（ＤＨＡ）が、神経細胞にある突起の伸長を促進する分子メカニズムを解明したと発表した。乳幼児の脳の発達、うつ病予防などの治療に役立つ可能性がある。４日付の米科学誌オンライン版に掲載した。

　ＤＨＡは脳神経の発達や認知機能維持に重要で、認知症などの予防に効果があると報告されている。ただ、脳神経細胞にどのような仕組みで作用するかは分かっていなかった。
　同大研究グループはラットの神経細胞を用いて実験し、ＤＨＡを投与すると軸索と呼ばれる突起の伸びる速さが増すことを確認した。軸索は脳内にある神経細胞同士の情報のやりとりに不可欠で、脳発達期にＤＨＡ摂取の重要性を裏付けた。

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河北新報　2016年03月06日日曜日
http://www.kahoku.co.jp/tohokunews/201603/20160306_33003.html

【プレスリリース】リハビリテーションは脳の配線を変え、機能の回復を導く ―脳卒中後の麻痺肢の集中使用による運動野-赤核路の増強は、運動機能の回復と因果関係を有する― - 日本の研究.com
https://research-er.jp/articles/view/42379


内容

脳卒中後のリハビリテーションは運動機能の回復にとって重要です。これまでに、脳卒中後に集中的にリハビリテーションを行うことで、神経細胞の突起の伸びが良くなる事などが報告されていました。
しかし、リハビリテーションによる神経回路の変化と運動機能の回復との間に因果関係があるかに関しては解明されていませんでした。

今回、自然科学研究機構　生理学研究所の伊佐正教授と名古屋市立大学大学院医学系研究科の飛田秀樹教授および石田章真助教を中心とする共同研究チームは、脳出血を生じさせたラットに集中的なリハビリテーションを実施させる事で、運動機能を司る大脳皮質の「運動野」＊用語1から進化的に古い部位である脳幹の「赤核」＊用語2へと伸びる軸索が増加し、この神経回路の強化が運動機能の回復に必要である事を、最先端のウィルスベクター＊用語3による神経回路操作技術（ウィルスベクター二重感染法＊用語4）を駆使して証明しました。

この研究結果は、脳損傷後のリハビリテーションの作用メカニズムの一端を示すものであり、より効果的なリハビリテーション法の開発に寄与するものと考えられます。

本研究結果は、米国科学誌のJournal of Neuroscience誌（2016年1月13日号）に掲載されます。

脳卒中などの脳損傷時には、しばしば随意運動に関わる運動野と脊髄を結ぶ神経回路（皮質脊髄路）が傷害され、四肢の麻痺が現れます。
リハビリテーションは損傷を受けた脳の再編成を促すことで麻痺した手足の機能の回復を導くと考えられていますが、詳細は分かっていませんでした。
研究チームは、進化的に古い脳幹部に存在し、運動に関わる神経核「赤核」と、大脳新皮質に存在し随意運動を司る「運動野」との結合に注目しました（図1）。

運動野と脊髄を結ぶ神経回路の一部である内包＊用語5に脳出血が生じると、出血した脳の半球と反対側の手足に麻痺が生じます。
脳出血を起こしたラットに対し、リハビリテーションとして麻痺した側の前肢を一週間集中的に使用させると、前肢の運動機能が著しく回復し、運動野において手の運動に相当する領域が拡大することを発見しました（図2）。
加えて、リハビリテーションを実施したラットでは、訓練を行わなかったラットに比べ運動野から赤核へ伸びる神経線維が増加している事を発見しました（図3）。
さらに、ウィルスベクター二重感染法を使い、この運動野と赤核を結ぶ神経回路の機能を選択的に遮断したところ、リハビリテーションによって回復した前肢の運動機能が再び悪化することを証明しました（図4）。　　

これらの結果から、リハビリテーションによる神経回路の再編成（運動野－赤核間の神経回路の強化）が運動機能の回復に必要であることを実証しました。

伊佐教授は「今回の研究で、これまで明らかになっていなかった、リハビリテーションによる神経回路の変化と運動機能の回復との間の因果関係を証明できました。
より効果的なリハビリテーション法の開発につながる成果だと期待できます。」と話しています。

本研究は日本医療研究開発機構の「革新的技術による脳機能ネットワークの全容解明プロジェクト」、文部科学省の科学研究費補助金新学術領域研究「行動適応を担う脳神経回路の適応シフト機構」（領域代表：小林和人福島県立医科大学教授）及び生理学研究所共同利用研究（代表研究者：飛田秀樹名古屋市立大学教授）による支援を受けて行われました。


今回の発見

1.麻痺手を集中的に使わせると、運動野における手の領域が拡大し、運動機能が回復した
2.麻痺手の集中的な使用により運動野－赤核間の線維連絡が増加した
3.運動野－赤核間の神経回路の機能を遮断することで一度回復した運動機能が再び悪化し、この回路の増強が機能回復と因果関係を有する事が実証された

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2015年10月21日 03時00分

切断された神経の再生を容易にすることに、名古屋大の研究グループが線虫を使った実験で成功し、
米科学誌電子版に２０日発表した。
人間にも同様の再生の仕組みがあると考えられ、脊髄損傷などの治療への応用が期待される。

神経は人間だと１ミリから１メートル以上の長さがある「軸索」と呼ばれる突起を通じ、電気信号を別の神経や筋肉へ伝達する。

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http://www.chunichi.co.jp/s/article/2015102001002336.html