LRTM1を用いたヒトESおよびiPS細胞由来の機能的中脳ドパミン神経前駆細胞の純化
Purification of functional human ES and iPSC-derived midbrain dopaminergic progenitors using LRTM1
2016年10月14日 Nature Communications 7 : 13097 doi: 10.1038/ncomms13097
パーキンソン病（PD）では中脳黒質のドパミン神経細胞が進行性に変性脱落することから、その治療方法のひとつとして、失われたドパミン神経細胞を外部から補充することを目的とした細胞移植治療に期待が寄せられている。分化誘導方法を工夫することによってヒト人工多能性幹細胞（iPS細胞）から中脳ドパミン神経細胞を得ることができるが、誘導後の細胞には腫瘍形成につながる細胞やドパミン神経以外の細胞に分化した不適切な細胞が含まれている。このような好ましくない細胞を除去するために、CORINあるいはALCAMなどの特異的マーカーに対する抗体を用いた選別技術が開発されているが、中脳腹側に特異的な細胞表面マーカーは明らかにされていない。今回我々は、floor plateマーカーであるCORINと中脳マーカーであるLMX1A::GFPの両方を発現する細胞の解析によって、中脳腹側で特異的に発現する細胞表面抗原としてLRTM1（leucine-rich repeats and transmembrane domains 1）を同定した。ヒトiPS細胞由来LRTM1陽性細胞を、6-OHDA投与により作製した片側PDモデルラットに移植すると、成熟ドパミン神経細胞の生着と運動機能症状の改善が認められた。またLRTM1陽性細胞由来の腫瘍形成はみられなかった。さらに、LRTM1陽性細胞をMPTP投与により作製したPDモデルカニクイザルに移植した場合も、多数の成熟ドパミン神経細胞が脳内に生着することが明らかとなった。従って、LRTM1を指標にした細胞選別は、パーキンソン病に対する細胞移植治療の安全性と有効性を高めるためのツールになると考えられる。
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Human induced pluripotent stem cells (iPSCs) can provide a promising source of midbrain dopaminergic (mDA) neurons for cell replacement therapy for Parkinson’s disease (PD). However, iPSC-derived donor cells inevitably contain tumorigenic or inappropriate cells. To eliminate these unwanted cells, cell sorting using antibodies for specific markers such as CORIN or ALCAM has been developed, but neither marker is specific for ventral midbrain. Here we employ a double selection strategy for cells expressing both CORIN and LMX1A::GFP, and report a cell surface marker to enrich mDA progenitors, LRTM1. When transplanted into 6-OHDA-lesioned rats, human iPSC-derived LRTM1+ cells survive and differentiate into mDA neurons in vivo, resulting in a significant improvement in motor behaviour without tumour formation. In addition, there was marked survival of mDA neurons following transplantation of LRTM1+ cells into the brain of an MPTP-treated monkey. Thus, LRTM1 may provide a tool for efficient and safe cell therapy for PD patients.
