脊髄損傷後の神経修復メカニズムをDNAレベルで解明(How the nervous system activates repair after spinal cord injury)

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2025-12-02 カロリンスカ研究所(KI)

Karolinska Institutet の研究チームは、脊髄損傷後に中枢神経系がどのように修復プロセスを開始するか を解明する重要な成果を発表した。研究では、マウス脊髄損傷モデルとヒト由来細胞を用い、損傷直後に神経細胞および支持細胞(アストロサイト・オリゴデンドロサイト前駆細胞)が示す分子反応を詳細に解析。その結果、損傷後数時間以内に“損傷応答遺伝子プログラム”が迅速に立ち上がり、神経成長・炎症調整・細胞修復を司る経路が同時に活性化 することが明らかになった。特に、損傷領域周辺で発現が急増する転写因子群が、軸索再生を促す遺伝子を広範囲に制御していることが判明した。また、ヒト細胞でも同様の応答が確認され、哺乳類に共通する回復メカニズムが存在することを示唆した。研究者らは、これらの“自然の修復スイッチ”を人工的に強化することで、脊髄損傷後の再生医療や機能回復治療の開発につながる可能性が高いと述べている。

<関連情報>

損傷応答性エンハンサーの調節コードは中枢神経系における精密な細胞状態の標的化を可能にする The regulatory code of injury-responsive enhancers enables precision cell-state targeting in the CNS

Margherita Zamboni,Adrián Martínez-Martín,Gabriel Rydholm,Timm Häneke,Laura Pintado Almeida,Deniz Seçilmiş,Christoph Ziegenhain & Enric Llorens-Bobadilla
Nature Neuroscience  Published:02 December 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41593-025-02131-w

脊髄損傷後の神経修復メカニズムをDNAレベルで解明(How the nervous system activates repair after spinal cord injury)

Abstract

Enhancer elements direct cell-type-specific gene expression programs. After injury, cells change their transcriptional state to adapt to stress and initiate repair. Here we investigate how injury-induced transcriptional programs are encoded within enhancers in the mammalian CNS. Leveraging single-nucleus transcriptomics and chromatin accessibility profiling, we identify thousands of injury-induced, cell-type-specific enhancers in the mouse spinal cord after a contusion injury. These are abundant in glial cells and retain cell-type specificity, even when regulating shared wound response genes. By modeling glial injury-responsive enhancers using deep learning, we reveal that their architecture encodes cell-type specificity by integrating generic stimulus response elements with cell identity programs. Finally, through in vivo enhancer screening, we demonstrate that injury-responsive enhancers can selectively target reactive astrocytes across the CNS using therapeutically relevant gene delivery vectors. Our decoding of the principles of injury-responsive enhancers enables the design of sequences that can be programmed to target disease-associated cell states.

医療・健康
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