(図 2)抗 IL-6 受容体抗体(MR16-1)とサイクロスポリン(CsA)の神経 / グリア分化に対する効果
(A)移植 8 週間目の脳切片の免疫三重染色。緑=移植細胞(GFP でラベル)。青= NeuN(神経細胞マーカー)。赤= GFAP(ア ストロサイトのマーカー)。(D)移植 8 週間目の脳切片の免疫二重染色。緑=移植細胞(GFP でラベル)。赤= TH(ドーパミン 神経細胞のマーカー)。(B, C, E)移植細胞に対する神経細胞(B)、アストロサイト(C)、ドーパミン神経細胞(D)の割合。
Fig. 7. Effects of MR16-1 and CsA on the neural/glial cell fate of NPCs
(A)Triple-labeled immunofluorescence images of GFP+(green), NeuN+(blue), and GFAP+(red)cells treated with or without MR16-1 or CsA at 8 weeks. Scale bar = 50 μ m.(D)Double-labeled immunofluorescence images of GFP+(green)and TH+
(red)cells treated with or without MR16-1 or CsA at 8 weeks. Scale bar = 50 μ m. The percentages of NeuN+/GFP+(B), GFAP+/GFP+(C), and TH+/GFP+(E)cells among the total GFP+ cell population are presented as means ± SEM. n = 5 for each group. Values were compared at each time point(* < 0.05, ** < 0.01 compared with control samples, ANOVA).
(図 1)浮遊培養による効率的な神経分化誘導
(A)14 日目のヒト ES 細胞由来 sphere、および PSA-NCAM によるフローサイトメトリー(B)28 日目の sphere(C, D)35 日 目の sphere の免疫染色。緑=神経全般のマーカーである Tuj1。赤=ドーパミン神経細胞マーカーである TH。
Fig. 1 Efficient neural induction by dual inhibition in a feeder-free culture
(A)Phase contrast images of representative aggregates by 253G4 cells(upper), and histograms of flow cytometry with PSA-NCAM antibody(blue line; lower)after 14 days of differentiation. Red line: negative control stained with secondary antibodies only.(B)Phase contrast image of an aggregate at day 28.(C, D)Immunofluorescence images of a sliced aggregate at day 35, showing TuJ1+(green)and TH+(red)cells in the outer layer. Scale bars= 500 μ m(A, B), 100 μ m(C), and 50 μ m(D).
for all seven pluripotent stem cell lines that we studied, including three ESC and four iPSC lines. Small molecule compounds are stable and cost effective, so our findings provide a promising strategy for controlled production of neurons in regenerative medicine.
We also investigated the cytokines that affect graft cell survival and differentiation, by using stromal cell-derived inducing activity to induce the differentiation of neural progenitor cells(NPCs)from mouse ES cells and by transplanting the NPCs into mouse brain. Examination of surrounding brain tissue revealed elevated expression levels of interleukin(IL)-1β, IL-4, and IL-6 in response to NPC transplantation. Among these, only IL-6 reduced neuronal differentiation and promoted glial differentiation in vitro. When we added anti-IL-6 receptor antibodies to NPCs during transplantation, this single and local blockade of IL-6 signaling reduced the accumulation of host-derived leukocytes, including microglia. Furthermore, it also promoted neuronal differentiation and reduced glial differentiation from the grafted NPCs to an extent similar to that with systemic and continuous administration of cyclosporine A. These results suggest that local administration of anti-IL-6 receptor antibodies with NPCs may promote neuronal differentiation during the treatment of neurological diseases with cell replacement therapy.
【業 績 目 録】
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誌上発表▣
1) 原著論文
Kikuchi T, Morizane A, Doi D, Onoe H, Hayashi T, Kawasaki T, Saiki H, Miyamoto S, Takahashi J. Survival of human induced pluripotent stem cell‒derived midbrain dopaminergic neurons in the brain of a primate model of Parkinson's disease. J Parkinsonʼs Disease 1(4): 395-412(2011)
Gomi M, Aoki T, Takagi Y, Nishimura M, Ohsugi Y, Mihara M, Nozaki K, Hashimoto N, Miyamoto S, Takahashi J.
Single and local blockade of IL-6 signaling promotes neuronal differentiation of transplanted ES cell-derived neural precursor cells. J Neurosci Res 89(9): 1388-1399(2011)
Okita K, Matsumura Y , Sato Y, Okada A, Morizane A, Okamoto S, Hong Hyenjong, Nakagawa M, Tanabe K, Tezuka K, Shibata T, Kunisada T, Takahashi M, Takahashi J, Saji H, Yamanaka S. A more efficient method to generate integration-free human iPS cells. Nat Methods, 8(5): 409-412(2011)
Morizane A, Doi D, Kikuchi T, Nishimura K, Takahashi J. Small molecule inhibitors of BMP and Activin/Nodal signals promote highly efficient neural induction from human pluripotent stem cells. J Neurosci Res 89(2):
117-126(2011)
2)総説
土井大輔、高橋 淳:再生医療̶臨床応用へ向けての現状と課題(パーキンソン病) 総合リハビリテーション Vol.39 No.1: 31-36(2011)
土井大輔、高橋 淳:パーキンソン病に対する細胞移植治療 脳神経外科速報 Vol.21 No.9: 1018-1025(2011)
西村周泰、高橋 淳:iPS 細胞のパーキンソン病への応用 細胞 Vol.43 No.10:19-22(2011)
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学会等の発表▣
1)学会・研究会発表
森実飛鳥、土井大輔、菊地哲広、吉川達也、五味正憲、高橋 淳:ヒト ES 細胞を用いたカニクイザルパーキンソ ン病モデルへの細胞移植 第 10 回 日本再生医療学会総会(2011.03.01 東京)
森実飛鳥、土井大輔、菊地哲広、吉川達也、尾上浩隆、林 拓也、川崎俊之、高橋 淳 カニクイザルパーキンソン病 モデルへの ヒト ES 細胞由来ドーパミン神経細胞の移植 Transplantation of stem cell-derived dopaminergic neurons in primate brains 第 70 回日本脳神経外科学会総会(2011.10.12 横浜)
Morizane A, Doi D, Kikuchi T, Yoshikawa T, Onoe H, Hayashi T, Kawasaki T, Sasai Y, Suemori H, Takahashi J.: One ‒year observation of dopaminergic neurons derived from human embryonic stem cells in primate models of Parkinsonʼs disease. The ISSCR 9th annual meeting (2011.6.16 Toronto, Canada)
Morizane A, Takahashi J: Research for stem cell therapy with primate Parkinsonian model. 第 6 回研究所ネット ワーク国際シンポジウム(2011.6.9 東京)
土井大輔、菊地哲弘、森実飛鳥、高橋 淳:表面抗原を用いたヒト多能性幹細胞由来のドーパミン神経細胞純化方 法の検討 第 10 回日本再生医療学会総会(2011.3.1-2 東京)
Doi D, Kikuchi T, Morizane A, Takahashi J.: Sorting and transplantation of dopaminergic progenitor cells derived from human pluripotent stem cells. The 9th annual meeting of ISSCR(International Society for Stem Cell Research)2011(2011.6.14-18 Tronto, Canada)
土井大輔、森実飛鳥、菊地哲広、吉川達也、宮本 享、高橋 淳:表面抗原を用いたヒト 多能性幹細胞由来のドー パミン神経細胞純化方法の検討 第 70 回日本脳神経外科学会総会(2011.10.12-14 横浜)
西村周泰、高橋 淳:iPS 細胞由来ドパミン神経細胞移植におけるホスト脳環境の影響 . 第 34 回日本神経科学大 会(2011.9.17 横浜)
Nishimura K, Takahashi J.: Acute alteration in host brain environment accelerates the maturation and differentiation of grafted iPSC-derived dopaminergic neurons. The 21st CDB Meeting The 1st CDB-Regeneration Biology Study Group meeting “from Regeneration Biology to Regenerative Medicine(I)”.
(2011.11.24-25 Kobe, Japan)
Kikuchi T, Morizane A, Okita K, Inoue H, Takahashi J.: Induced pluripotent stem cells derived from Parkinson's disease patient differentiated into midbrain dopaminergic neurons. International Society for Stem Cell Research 9th Annual meeting(2011.6.15-18. Toronto, Canada)
小倉 綾、森実飛鳥、中島悠介、宮本享、高橋淳:神経前駆細胞脳内移植後の腫瘍化・過増大の制御における Notch inhibitor の有効性 第 10 回日本再生医療学会総会 (2011.3.1-2 東京)
Ogura A, Morizane A, Nakajima Y, Miyamoto S, Takahashi J.: Inhibition of Notch Signaling Prevents Human induced Pluripotent Stem Cell-derived Neuronal Progenitors From Undergoing Overgrowth ISSCR 2011(2011.6.14-18, Tronto, Canada)
佐俣文平、土井大輔、尾野雄一、高橋淳:幹細胞から分化誘導した中脳ドーパミン神経細胞の濃縮 . 第 10 回日本 再生医療学会総会(2011.3.1 東京)
2)講演・シンポジウム
高橋 淳:Challenges towards ES cell therapy for Parkinsonʼs disease 第 6 回研究所ネットワーク国際シンポジ ウム(2011 年 6 月 10 日 東京)
高橋 淳:パーキンソン病に対する ES, iPS 細胞移植治療の開発 第 26 回神経組織の成長・再生・移植研究会学術 集会(2011 年 6 月 25 日 東京)
高橋 淳:ES, iPS 細胞を用いた神経再生医療 社団法人日本脳神経外科学会第 70 回学術総会(2011 年 10 月 14 日 横浜)
高橋 淳:霊長類モデルを用いたパーキンソン病に対する幹細胞移植治療の前臨床研究 第 7 回霊長類医学フォー ラム(2011 年 11 月 18 日 つくば)
高橋 淳:パーキンソン病に対する幹細胞移植治療 堺市難病支援ネットワーク医療講演会(2011 年 11 月 19 日 堺)
高橋 淳:パーキンソン病に対する多能性幹細胞移植治療の開発研究 ヒト ES/iPS 細胞:産業応用最前線セミナー
〜細胞治療と創薬スクリーニング〜(2011 年 12 月 12 日 東京)