遺伝子変化でアストロサイトが脳幹細胞に変化、脳損傷治療の可能性示唆

Tokyoドイツのがん研究センターとハイデルベルク大学の科学者たちは、DNAの変化がアストロサイトを脳の幹細胞に変えることができることを発見しました。マウスを用いた研究で、アストロサイトに幹細胞のように振る舞う能力を与える特定のDNAパターンを確認しました。この発見は、脳損傷の治療を改善するために役立つ可能性があります。

重要な発見として以下があります：

• DNAメチル化は特定の遺伝子をオフにし、細胞のアイデンティティを保つ仕組みです。
• 脳の幹細胞は、通常のアストロサイトとは異なる独特なDNAメチル化パターンを持っています。
• 脳内の血流が途絶えると、アストロサイトは幹細胞のメチル化プロファイルに適応し、新しい神経細胞を形成します。

休止中の脳幹細胞は、主に神経細胞を支える役割を持つ星状細胞に似ています。しかし、一部の星状細胞には特定のメチル化パターンがあり、それによって神経細胞や他の種類の脳細胞を生成することができます。この研究では、成体マウスの「脳室下帯」（vSVZ）を対象にしており、そこでは新しい神経細胞が生み出されています。この領域の細胞を調べることで、研究者たちは、脳幹細胞が神経前駆細胞の遺伝子を活性化することを発見しましたが、通常の星状細胞ではメチル化によりこれらの遺伝子は抑制されています。

血液供給が制限され、脳卒中のような状況になると、アストロサイトが遺伝子発現の変化を通じて脳の幹細胞に変化しました。これにより通常の領域を超えて神経前駆細胞の数が増加しました。この発見は、遺伝子発現の変化が脳の修復に重要である可能性を示唆しています。DNAのメチル化パターンを変更することで、通常のアストロサイトを新しいニューロンに変え、損傷からの回復を助けることができるかもしれません。

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以前の研究では、脳の損傷や脳卒中が新しい神経細胞の生成を促進することが示されていました。最近の研究は、このプロセスにおいてDNAのメチル化の変化が重要な役割を果たす可能性があることを説明しています。血流が途絶えるとDNAメチル化パターンが変化し、特定の脳細胞が幹細胞のように振る舞うことができるようになります。これらの再プログラムされた細胞は分裂し、新しいニューロンの前駆細胞を形成します。

生体やイメージング技術を用いてエピジェネティックな再プログラミングを研究することは難しいです。高等哺乳類の脳の複雑な発達を調べる必要がありますが、この変化を完全に理解するためには細胞レベルでの観察が必要です。培養されたアストロサイトは元のメチル化パターンを保持しないためです。この知識は、現在治療法がない脳損傷を修復するための治療法を開発する上で重要です。

遺伝子活動の変化が脳の幹細胞にどのように影響を与えるかを学ぶことで、新たな治療法の開発につながります。脳が持つ特定の細胞をニューロンに変える自然な能力を利用して、将来の治療法では、脳のけがや脳卒中からの回復を促すためにニューロンの成長を増進することができるかもしれません。