失われた聴覚や視覚が、いつか取り戻せるようになるかもしれません。そんな未来を期待させる画期的な研究成果が発表されました。耳と目の細胞を再生させるための鍵を、全く同じ遺伝子が握っているかもしれないのです。南カリフォルニア大学（USC）の研究チームがマウスを用いた最新の研究で突き止めた、この驚くべき発見についてご紹介します。この研究は、USCステムセル研究所のクセニア・グネデワ博士（Ksenia Gnedeva, PhD）の研究室から、科学アカデミー紀要（PNAS）で発表されました。「感覚受容体の再生には、傷害に応答して前駆細胞が増殖することが不可欠ですが、哺乳類の内耳と網膜ではこのプロセスが阻害されています。この阻害に関わる遺伝子を理解することで、患者さんの聴覚や視覚を回復させる取り組みを前進させることができます」と、グネデワ博士は語ります。博士は、USCティナ・アンド・リック・カルーソ耳鼻咽喉科・頭頸部外科、およびケック医科大学院の幹細胞生物学・再生医療学科の助教を務めています。
本研究では、筆頭著者であるグネデワ研究室のエヴァ・ジャハンシル氏（Eva Jahanshir）とフアン・リャマス氏（Juan Llamas）が、ヒポ経路と呼ばれる相互作用する遺伝子群に着目しました。この経路は、細胞に「増殖停止」を命じる信号として機能し、胎児の発生段階で耳の細胞増殖を抑制することが、同研究室の過去の研究で示されています。今回の実験で科学者たちは、このヒポ経路が、成体マウスの耳と目で損傷した感覚受容容体の再生も抑制していることを明らかにしました。
研究チームは、ヒポ経路の重要なタンパク質であるLats1/2の働きを抑えるために、以前研究室で開発した実験的な化合物を使用しました。この薬剤様化合物をペトリ皿で作用させると、支持細胞として知られる前駆細胞が、平衡感覚を助ける内耳の感覚器官である卵形嚢で増殖を始めました。しかし、聴覚を司る感覚器官であるコルチ器では、同じ細胞は応答しませんでした。
次に研究チームは、コルチ器でこの重要な再生プロセスを妨げている要因が、p27Kip1というタンパク質をコードする遺伝子であることを突き止めました。さらに、この抑制タンパク質が網膜でも高いレベルで存在することを発見しました。そこで、内耳と網膜でp27Kip1のレベルを低下させることができる遺伝子改変マウスを作製し、両方の器官で前駆細胞の増殖にどのような影響が出るかを調べました。
このマウスでは、ヒポ経路を阻害することでコルチ器の支持細胞の増殖を効果的に引き起こすことができ、耳の感覚細胞の再生に向けた重要な一歩となりました。網膜では、ヒポ経路の阻害がミューラーグリアとして知られる前駆細胞の増殖を誘導しました。驚くべきことに、研究者たちは、増殖したミューラーグリアの子孫の一部が、さらなる操作なしに網膜の感覚光受容体や他の神経細胞タイプに変化することを発見しました。
「傷害後にp27Kip1のレベルが低下するという報告があります。これは、薬剤様化合物を用いてヒポ経路を阻害し、耳と目の再生を促すための短いチャンスが生まれる可能性を示唆しています」とグネデワ博士は述べています。「あるいは、p27Kip1のレベルを下げる別の薬剤様化合物を開発することも可能かもしれません。したがって、私たちの発見は、聴覚と視覚の両方の再生を刺激するための、新たな治療標的の可能性を示したのです。」
この研究には、グネデワ研究室のイェウン・キム氏（Yeeun Kim）、ケビン・ビジュ氏（Kevin Biju）、およびサニョクタ・オーク氏（Sanyukta Oak）も共著者として名を連ねています。
[News release] [PNAS]
