今村恵子特定拠点助教および井上治久教授（京都大学CiRA増殖分化機構研究部門）らの研究グループは、国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構（理事長 平野俊夫）放射線医学総合研究所の研究グループらとともに、前頭側頭葉変性症患者さん由来の疾患特異的iPS細胞とゲノム編集技術を用いることで、神経変性疾患の1つである前頭側頭葉変性症の病態を細胞レベルで再現することに成功しました。それにより、これまで不明であった前頭側頭葉変性症のメカニズムの一端を明らかにしました。
前頭側頭葉変性症は、タウタンパク質を作るタウ遺伝子の傷（変異）により起きる、家族性の神経変性疾患です。本研究では、2人の前頭側頭葉変性症患者さんから作製したiPS細胞、遺伝子変異を修復したiPS細胞と健常者から作製したiPS細胞（対照群）にNeurogenin2という転写因子注5を加えて大脳皮質神経細胞へと変化（分化）させました。すると、患者さん由来細胞と対照群との間で、神経細胞への分化のしやすさや神経細胞を示す指標となるタンパク質の発現に差はなかったものの、患者さん由来神経細胞では異常に折りたたまれたタウタンパク質が蓄積していました。また、神経活動を人工的に調節できるDREADDというシステムを利用して、神経細胞間での情報伝達に重要な役割を果たすカルシウムイオンの細胞内への異常な流入が、異常に折りたたまれたタウタンパク質の蓄積や神経細胞の変性に関与するというメカニズムを明らかにしました。今後、このモデルを用いたさらなる病態の理解と、新薬の開発に繋がることが期待されます。また、タウタンパク質はアルツハイマー病をはじめとする様々な神経変性疾患の病態に関与していることが知られており、本研究はそれらの疾患の理解に向けた研究へも応用できると考えられます。
この研究成果は2016年10月10日(英国時間)に英国科学誌「Scientific Reports」でオンライン公開されました。