Research Abstract
ヒト誘導多能性幹細胞からの機能する軸索を持つ網膜神経節細胞の作製
Generation of retinal ganglion cells with functional axons from human induced pluripotent stem cells
2015年2月10日 Scientific Reports 5 : 8344 doi: 10.1038/srep08344
ヒト誘導多能性幹細胞から、自己誘導的に、機能する軸索を持つ網膜神経節細胞（RGC）を作製した。三次元培養において、幹細胞胚様体から眼胞を発生させた後に、二次元培養へ転換し、BDNF等を添加すると、細胞塊から突出した眼胞部の辺縁領域で、RGCが90％近くの割合で分化した。軸索は眼胞部の辺縁から放射状に伸長した。誘導されたRGCを、定量PCRおよび免疫組織化学によって検討すると、Brn3b、Math5などの特異的マーカーを発現しているが確認された。顕著に長い軸索は、neurofilamentやtauを含んでおり、順行性軸索輸送およびナトリウム依存性活動電位の機能が観察された。機能する軸索を持つRGCを均一かつ高率で作製する本技術は、発生学、神経学や失明の恐れがあるさまざまな視神経疾患の診断や治療など、基礎科学から臨床医学にわたって寄与することが期待される。
Taku Tanaka, Tadashi Yokoi, Fuminobu Tamalu, Shu-Ichi Watanabe, Sachiko Nishina & Noriyuki Azuma
Corresponding Author
We generated self-induced retinal ganglion cells (RGCs) with functional axons from human induced pluripotent stem cells. After development of the optic vesicle from the induced stem cell embryoid body in three-dimensional culture, conversion to two-dimensional culture, achieved by supplementation with BDNF, resulted in differentiation of RGCs at a rate of nearly 90% as indicated by a marginal subregion of an extruded clump of cells, suggesting the formation of an optic vesicle. Axons extended radially from the margin of the clump. Induced RGCs expressed specific markers, such as Brn3b and Math5, as assessed using by quantitative PCR and immunohistochemistry. The long, prominent axons contained neurofilaments and tau and exhibited anterograde axonal transport and sodium-dependent action potentials. The ability to generate RGCs with functional axons uniformly and at a high rate may contribute to both basic and clinical science, including embryology, neurology, pathognomy, and treatment of various optic nerve diseases that threaten vision.
