人間の誘発性多能幹細胞由来の中枢神経系神経球体における神経炎症の治療

科学分野:

• 神経科学
• 幹細胞生物学
• 神経炎症の研究

背景:

• 反応性アストロサイトは 神経学的疾患において重要な役割を果たします
• 既存のヒト誘発多能幹細胞 (hiPSC) 派生3D中枢神経系 (CNS) モデルは,神経炎症を研究するための再現性とアストロサイト現象型に制限があります.
• 神経炎症状態におけるアストロサイトの反応性を調べるには,堅固なモデルが必要である.

研究 の 目的:

• 複製可能で堅牢な hiPSCによる 3D神経炎症モデルを確立する.
• 炎症に挑むときに,このモデル内のアストロサイトの機能的および分子的変化を調査する.
• 神経炎症の研究における神経球体 (iNSpheroids) の有用性を探求する.

主な方法:

• ヒューマン誘発多能幹細胞 (hiPSC) による神経膠細胞共同培養は, perfusion stirred- tank bioreactorsで3次元神経球体 (iNSpheroids) に微分化されました.
• iNSpheroidsは,神経炎症を誘発するために,腫瘍死滅因子-α (TNF-α),インタールイキン- 1α (IL- 1α),およびComplement C1q (TIC) カクテルで刺激されました.
• 分子反応を評価するために,トランスクリプトームとセクレトームの分析が行われました.
• 機能的測定は,アストロサイトのグルタミン酸-グルタミンリサイクル能力を評価した.

主要な成果:

• トランスクリプトーム解析は,TNFとNF- kBの信号伝達経路に関連した,CCL2とTNAIP3のような炎症変調剤の上昇を明らかにした.
• セクレトーム解析は,TIC刺激を受けたiNSpheroidsで,CCL2およびCXCL8を含む炎症に関連するサイトカインの分泌の増加を示した.
• 刺激されたiNSpheroids内のアストロサイトは,機能的欠陥を示す,グルタミン酸-グルタミンリサイクルの障害を示した.

結論:

• 開発されたhiPSC派生3D神経炎症モデル (iNSpheroids) は堅牢で再現可能である.
• iNSpheroidsモデル内のアストロサイトは,神経炎症の特徴を反映した機能的変化と正規のアストログリオシスを表しています.
• このモデルは神経炎症と神経疾患におけるアストロサイトの役割を研究するための貴重なプラットフォームを提供します.