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文献詳細
増大特集 神経系の発生とその異常
プラナリアにおける脳再生の分子機構とドパミン神経ネットワークの再構築
著者： 西村周泰1 北村佳久1 阿形清和2
所属機関： 1京都薬科大学生命薬科学系病態生理学分野 2京都大学大学院理学研究科分子発生学講座
ページ範囲：P.307 - P.317
文献概要
はじめに
生物学において再生とは，損傷を受けたり喪失した組織，器官などを修復し復元する現象のことを指す。ヒトの体の中には，肝臓のように再生能力の強い器官もあれば，再生能力が非常に乏しい器官も存在する。特に脳・脊髄からなる中枢神経系は，再生能力を持たない器官として長い間，位置づけられていた。これは，スペインの神経解剖学者であるCajal（1852-1934；1906年にノーベル医学生理学賞を受賞）によって「成体哺乳動物の中枢神経系は，損傷を受けると二度と再生しない」と結論づけられて以来，約70年もの間，「中枢神経系は再生しない器官である」というのが定説であり，中枢神経系の傷害および疾患の根治は非常に困難とされていた。しかし，ここ10余年ほどの間に，中枢神経系の再生に関する見方は大きく様変わりしてきている。その要因の1つは，Gageらによる成体神経幹細胞の発見である1）。成体哺乳動物の脳内のごく限られた部分では，神経新生が起こっていることが示されたのである。また，1981年に樹立されたマウスの胚性幹細胞（embryonic stem cell: ES細胞）はノックアウトマウスを作製するための細胞から，近年では再生医学の中核を担う細胞として脚光を浴び，多くの研究グループによって特定の神経細胞への分化・誘導に関する報告がされるようになった2－5）。さらに，1998年にはヒトES細胞が樹立され6），ヒトへの応用が現実味を帯び始めている7，8）。すなわち，このES細胞をうまく使うことにより，必要なときに必要な量だけ特定の神経細胞を作り出し，これを脳の損傷部位または病変部位に移植すれば，失われた神経機能の回復，さらには神経疾患の根治治療が期待できるというわけである。しかしながら，細胞移植にあたっては，①どのような細胞をどのくらいどの場所に移植すればよいのか，②移植された細胞が宿主側の神経ネットワークと機能的なネットワークを形成できるのか，③腫瘍化の問題，といった課題が残されている。さらに，損傷部位または病変部位が広範囲に及ぶ場合，複雑で立体的かつ機能的な組織を細胞移植のみでカバーしきれるのか，という課題もある。本稿では，再生医学に対して新たな観点からアプローチするために，脳を含むすべての組織を再生することが可能なプラナリアにおける脳再生の分子機構を紹介するとともに，パーキンソン病の発症と深い関わりがあるドパミン神経の再生機構についても併せて紹介する。
生物学において再生とは，損傷を受けたり喪失した組織，器官などを修復し復元する現象のことを指す。ヒトの体の中には，肝臓のように再生能力の強い器官もあれば，再生能力が非常に乏しい器官も存在する。特に脳・脊髄からなる中枢神経系は，再生能力を持たない器官として長い間，位置づけられていた。これは，スペインの神経解剖学者であるCajal（1852-1934；1906年にノーベル医学生理学賞を受賞）によって「成体哺乳動物の中枢神経系は，損傷を受けると二度と再生しない」と結論づけられて以来，約70年もの間，「中枢神経系は再生しない器官である」というのが定説であり，中枢神経系の傷害および疾患の根治は非常に困難とされていた。しかし，ここ10余年ほどの間に，中枢神経系の再生に関する見方は大きく様変わりしてきている。その要因の1つは，Gageらによる成体神経幹細胞の発見である1）。成体哺乳動物の脳内のごく限られた部分では，神経新生が起こっていることが示されたのである。また，1981年に樹立されたマウスの胚性幹細胞（embryonic stem cell: ES細胞）はノックアウトマウスを作製するための細胞から，近年では再生医学の中核を担う細胞として脚光を浴び，多くの研究グループによって特定の神経細胞への分化・誘導に関する報告がされるようになった2－5）。さらに，1998年にはヒトES細胞が樹立され6），ヒトへの応用が現実味を帯び始めている7，8）。すなわち，このES細胞をうまく使うことにより，必要なときに必要な量だけ特定の神経細胞を作り出し，これを脳の損傷部位または病変部位に移植すれば，失われた神経機能の回復，さらには神経疾患の根治治療が期待できるというわけである。しかしながら，細胞移植にあたっては，①どのような細胞をどのくらいどの場所に移植すればよいのか，②移植された細胞が宿主側の神経ネットワークと機能的なネットワークを形成できるのか，③腫瘍化の問題，といった課題が残されている。さらに，損傷部位または病変部位が広範囲に及ぶ場合，複雑で立体的かつ機能的な組織を細胞移植のみでカバーしきれるのか，という課題もある。本稿では，再生医学に対して新たな観点からアプローチするために，脳を含むすべての組織を再生することが可能なプラナリアにおける脳再生の分子機構を紹介するとともに，パーキンソン病の発症と深い関わりがあるドパミン神経の再生機構についても併せて紹介する。
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