秘密の神経細胞再生装置を解明する

2023年8月31日

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ワイツマン科学研究所著

折れた尾を再生するヤモリと同じように、私たちの末梢神経系は損傷後に細胞の枝を再生する方法を知っています。 残念なことに、私たちの中枢神経系、つまり脳と脊髄の細胞は、再生に関してははるかに制限されています。

したがって、アルツハイマー病、パーキンソン病、ALSなどの脳ニューロンの変性と死につながる疾患は、不可逆的かつ不治の病です。 では、私たちの脳や脊髄を他の器官に接続する末梢神経系には、なぜこれほど容易に再生する力が備わっているのでしょうか?

ワイツマン科学研究所の研究者らは、新たな研究で、これまで胚発生中にのみ発現することが知られていたあるタンパク質が、末梢神経系における成体ニューロンの再生に重要な役割を果たしていることを発見した。

胚細胞が成体神経細胞に分化する際、PTBP1 と呼ばれるタンパク質のレベルが急激に減少し、この減少がニューロンへの形質転換の鍵であると考えられています。 以前の研究では、分化プロセスが完了すると、中枢神経系の成体ニューロンが PTBP1 の産生を停止することさえ示されています。

過去数年間、これらの発見に触発されて、研究グループは、ニューロンではない細胞を成体ニューロンに変えるために、ニューロンではない細胞のPTBP1レベルを低下させることによって、このプロセスを実験室で再現しようと試みている。 このアプローチを利用して、神経変性疾患を患う人々の脳内に新しいニューロンを作成できることが期待されていました。

しかし誰もが驚いたことに、PTBP1 タンパク質は未分化胚細胞のみで発現しているわけではないことが判明しました。 それは末梢神経系の成人ニューロンでも発現します。 これは、ワイツマン大学の生体分子科学部門と分子神経科学部門のマイク・ファインジルバー教授の研究室の博士研究員ステファニー・アルバー博士と博士課程学生ピエルイジ・ディ・マッテオが主導した新たな研究の結果である。

研究者らは、脚に沿って足まで伸びるマウスの坐骨神経のプロセスを研究中に、全くの偶然にこの発見をした。 研究の当初の目的は、ほとんどのメッセージを遠く離れたニューロンの枝から核に届ける役割を担う「郵便車」である、まったく異なるタンパク質、KPNB1の生成を調節する分子を突き止めることであった。 KPNB1 は、その機能の中でも特に、神経延長部が損傷したときに細胞が再生を開始できるように核に伝える役割を担っています。