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用人类iPS细胞小胶质细胞的非侵入性脑移植法制造人源化老鼠

日期:2021-12-31 10:31作者:admin

用人类iPS细胞小胶质细胞的非侵入性脑移植法制造人源化老鼠
1. 侵入性和非侵入性
2. 微胶原体移植
3. 研究内容

1. 侵入性和非侵入性

“侵入”是指所有伤害生物体的行为。

疾病和伤害会损害活体,但医学领域还有其他"侵入性",如医疗手术。

手术和治疗的切口是侵入性医疗实践的代表,针刺到身体的医疗实践,如注射和输液,也被认为是侵入性的医疗实践。

这些"医疗现场使用的设备,为侵入人类而制造的设备"被视为医疗设备,需要严格的审查和管理。

在侵入性治疗中,微创或非侵入性治疗方法正在研究中,这些方法可以减轻或避免,因为它肯定会给患者的身体带来负担。

在手术中,使用手术刀切开是侵入性治疗的典型例子,但使用内窥镜的手术方法的开发可以减轻患者的负担,因为它们具有微创性或非侵入性。

在再生医学中,微创、非侵入性治疗方法也受到重视,研究进展缓慢。

通过手术切开和移植由iPS细胞等制成的器官或祖组织的方法自然具有侵入性,而输液细胞给药也是一种具有侵入性的治疗方法,用于刺穿针头。

2021年8月,由山梨大学医学院教授小泉纯一、特聘助理教授帕拉朱里·比杰、九州大学医学研究生院中岛俊一教授和盐野洋一制药株式会社组成的研究小组宣布,他们成功地将iPS细胞分化诱导的脑细胞以完全非侵入性的方式移植到大脑中。

这是一种称为鼻腔移植的方法。

研究小组使用小鼠作为实验动物,只需将细胞静置在小鼠的鼻腔内,细胞就会进入大脑,这是一种突破性的移植过程。
与切开头部的移植手术相比,对患者的负担变得轻到无法比拟的地。

2. 微胶原体移植

研究小组的目标是开发一种将称为微胶质的脑细胞以非侵入性方式移植到大脑中,并将其替换为新的微胶质的方法。

微胶质,也称为胶质细胞,是一种存在于脑脊髓中的胶质细胞。

胶质细胞是一种构成神经系统的细胞,称为胶质细胞。

在构建神经系统的细胞中,除神经细胞外的所有细胞都称为胶质细胞,其中大脑和脊髓中存在的细胞称为微胶质细胞。

与神经细胞相比,胶质细胞的数量非常多,据信体内的细胞数量是神经细胞的50倍。

微胶质占构成中枢神经系统的细胞的20%。

虽然它是一种胶质细胞,但其他胶质细胞来自外皮,而微胶质来自中皮,从造血干细胞中分化出来。

它的功能类似于巨噬细胞,称为吞噬细胞,当神经组织因任何原因受伤时,微胶质被激活以修复病变。

最新的研究表明,微胶质可能是中枢神经系统中负责免疫的细胞。

特别值得注意的是,研究表明,微胶质影响精神障碍,包括精神分裂症、焦虑症和压力障碍。

抑郁症和微胶原的关系在分子生物学上进行了研究,在微胶原中表达的CB2R是抑郁症治疗的目标。

有报道称,由于米克洛格里亚在异常情况下被激活,它阻止了海马的神经生成,现在人们认为微胶质的失活对改善抑郁症有效。

此外,如果出现许多异常的微胶原体,其原因是基因水平,如果药物等无法治疗,大脑中的微胶原体可能需要被替换为正常。

这次报告的研究是研究产生的知识,从这种治疗的角度来看待它。

此外,迄今为止对微胶质的研究使用啮齿动物的细胞,如小鼠。

此外,由于微胶质是一种对环境敏感的细胞,因此,在实验室水平上培养和使用细胞进行试管水平研究,而不是在体内进行研究,会改变其性质,使其与原始性质大不相同,从而无法重现实际的微胶质现象。

因此,多年来,人们一直在寻求一种有效的方法,即将人类微胶体移植到小鼠身上进行研究。

3. 研究内容

研究小组试图通过诱导人类iPS细胞分化来制造微胶质,并建立一种将微胶质移植到小鼠大脑中,但以非侵入性方式移植的方法。

如果可以建立这种方法,我们可以分析人类微胶质在小鼠大脑中的作用和作用。

如前所述,微胶质在培养状态下的性质与体内的微胶质相去甚远,因此不能应用于医学。

如果这种方法成立,有可能开发一种细胞治疗方法,将真正的微胶质的作用和功能转化为正常的微胶质,如哭声、疾病时的异常微胶质和老化的微胶质。

研究小组首先开发出一种利用人类iPS细胞制造大量人类微胶质的技术。

微创和非侵入性方法需要大量细胞,因此我们事先从微胶质的大规模生产系统中开发。

建立这种方法后,我们终于开始开发移植到小鼠大脑的方法,但程序是"从小鼠大脑中去除小鼠固有的小鼠微胶质",然后"以非侵入性的方式将iPS细胞产生的人类微胶质移植到小鼠大脑中"。

使用一种称为CSF1R拮抗剂的药物去除小鼠大脑中的小鼠微胶质。

当这种药物被施用到小鼠身上时,大脑中的微胶原体几乎消失。

然后,当这种药物从小鼠中去除时,微胶质会自我再生并再次生长。

当移植人类微胶质时,如果CSF1R拮抗剂留在小鼠体内,移植的人类微胶质也会被去除。

因此,我们研究了实验的条件,并进行了人类微胶质的移植,以从体内去除CSF1R拮抗剂。

移植是通过将细胞放在鼻腔内来进行的,但鼻子自古以来就被称为靠近大脑的地方。

构成面部的器官等与大脑的大脑非常接近,在功能上也密切相关。

当CSF1R拮抗剂关闭时,当人类微胶原体被放置在小鼠的鼻腔中时,微胶原体通过鼻腔的结构进入大脑并移动到每个部位。

此外,移动的微胶原体在小鼠大脑中生长,并被证实在大脑中扎根。

这项研究发展了以下事物,并被认为是一种可能性:

开发一种从人类iPS细胞中产生大量人类微胶质的方法。
使用 CSF1R 拮抗剂移植微胶原体的时间。
通过将其放置在鼻腔中,确认微胶原体在大脑中移动。
确认移植到大脑中的微胶原体生长和固定。
建立一种去除原本存在的微胶质和移植新微胶质的方法。
通过用人类来源的微胶质代替微胶质,成功地制造了微胶质人源化小鼠。
最后六个非常重要。 对于由先天性基因异常引起的涉及微胶质的疾病,可以通过从患者的细胞中产生iPS细胞,诱导导致疾病的微胶质分化,并将其移植到小鼠中,使小鼠的疾病模型非常接近人类。

目前,该技术需要克服的障碍是鼻腔移植需要大量的微胶质。

随着研究的深入和各种脑病的分子机制的澄清,有望开发出基础治疗方法。
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