iPS細胞由来神経細胞の多様性と糖鎖マーカーの開発とは

iPS細胞由来神経細胞の新たな探求

iPS細胞から分化させた神経細胞集団の研究が進む中、国立研究開発法人産業技術総合研究所（産総研）では、新たに糖鎖を用いたマーカーを開発しました。この研究により、目的外細胞の識別が可能となり、再生医療の安全性が大きく向上することが期待されています。

糖鎖と遺伝子発現の同時解析

今回の研究の中心技術である「単一細胞糖鎖・RNAシーケンス法（scGR-seq法）」では、iPS細胞から分化した神経細胞の糖鎖と遺伝子の発現情報を同時に解析できます。この手法により、目的外細胞が神経細胞集団に混在している可能性が示唆され、さらにそれを標識する糖鎖マーカーの特定に成功しました。

iPS細胞に潜むリスク

iPS細胞は多くの医療応用が期待されていますが、分化誘導の過程で未分化の細胞や意図しない系統に分化した細胞が混在することがリスク視されています。これらの目的外細胞は治療効果や安全性に影響を及ぼすことがあるため、特定して排除することが不可欠です。

質の高い細胞製造の鍵

iPS細胞由来の神経細胞を用いた研究では、目的外細胞を見分けるためのフィルターとして、糖鎖マーカーが重要な役割を果たします。これは、細胞表面に存在する糖鎖がその細胞の特性に密接に関連しているからです。この新技術により、さまざまな目的外細胞を迅速に識別し、除去することが可能になるのです。

研究の経緯と成果

従来、細胞の多様性を解析する方法としては、主に単一細胞RNAシーケンス法が用いられてきましたが、この手法では細胞表面の情報は得られませんでした。しかし、産総研が開発したscGR-seq法を用いることで、糖鎖情報も考慮した詳細な解析が可能となり、目的外細胞の同定が実現しました。

解析の結果、神経細胞集団は4つの細胞亜集団に分けられることが判明しました。具体的には成熟神経細胞、未成熟神経細胞、未分化神経前駆細胞、そして間葉系細胞が存在します。それぞれの細胞群には特有の糖鎖発現が認められ、これが糖鎖マーカーの開発に直結しました。

糖鎖マーカーの機能

具体的なマーカーの開発においては、フコースと呼ばれる糖が高発現していることが確認され、この情報をもとに抗体やレクチンを使用した染色を行いました。これにより、未分化神経前駆細胞や間葉系細胞を特定する手法が確立されました。

今後の展開

今後はこの技術を他の細胞に応用し、より安全で高品質な医療用細胞を開発することを目指します。また、細胞規格の設定や評価法、治療効果を高めるための細胞培養技術の開発も進めていく予定です。この研究が再生医療の分野で安全性と有効性の向上に寄与することへの期待は大きく、業界全体にとってもさらなる進展が望まれています。