磁石で脳細胞を誘導し失われた神経回路を再構築する

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2025-07-07 京都大学 iPS細胞研究所

ピサ大学と京都大学の研究チームは、磁性ナノ粒子と外部磁場を利用し、神経細胞の軸索成長を誘導する「ナノプーリング」技術を開発しました。これは、パーキンソン病などで損なわれた脳内の神経回路を再構築することを目指したものです。磁力によりピコニュートンレベルの力を細胞内で発生させ、軸索を特定の方向に伸ばすことが可能となりました。移植細胞の分岐増加やシナプス形成の促進も確認され、iPS細胞にも有効でした。臨床応用も見込まれています。

<関連情報>

器官型モデルにおいて、力学的力が黒質経路を通る軸索の成長を導く Mechanical Forces Guide Axon Growth through the Nigrostriatal Pathway in an Organotypic Model

Sara De Vincentiis, Elena Capitanini, Karen Kira, Claudia Dell’Amico, Jun Takahashi, Marco Onorati, Fabian Raudzus, Vittoria Raffa
Advanced Science  Published: 11 May 2025
DOI:https://doi.org/10.1002/advs.202500400

磁石で脳細胞を誘導し失われた神経回路を再構築する

Abstract

Reconstructing the nigrostriatal pathway is one of the major challenges in cell replacement therapies for Parkinson’s disease due to the lack of enabling technologies capable of guiding the reinnervation of dopaminergic precursors transplanted into the substantia nigra toward the striatum. This paper examines nano-pulling, as a technology to enable the remote manipulation of axonal growth. Specifically, an organotypic model consisting of co-cultures of the substantia nigra and the striatum is developed to demonstrate that when cortical neural progenitors are transplanted into the substantia nigra, nano-pulling can guide and enhance the elongation of neural projections toward the striatum. To provide additional evidence, induced pluripotent stem cell-derived dopaminergic progenitor neurospheres are generated and it is shown that nano-pulling can induce guided growth and promote the maturation of their neural processes. Altogether, this study demonstrates the potential of nano-pulling as an emerging technique to promote directed reinnervation within the central nervous system.

細胞遺伝子工学
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