גורמי ימאנקה

細胞は時間をかけて繰り返す

細胞は時間をかけて繰り返す

ヤマンカ因子は細胞をフッ素能を持つ胚性幹細胞に再プログラムし、
たった 4 つのプログラミング因子 (Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc (OSKM)) のみを使用して細胞のアイデンティティをリセットさせます (これにより、細胞は自分の機能や本来あるべき器官を忘れます)
再プログラム因子に十分な時間曝露することで、細胞の年齢を消去することなく細胞の年齢を逆転させることが可能になりますアイデンティティ。
これは部分的な細胞再プログラミングの基礎です。

Nature に掲載された研究で、科学者らは神経新生、つまり新しいニューロンの生成に対するその効果を報告しています。
神経芽細胞の生成の増加;
古い脳は新しいニューロンを生成しないという一般的な誤解があった時代は遠い昔になりました。
それ以来、 科学者たちは海馬や脳室下​​帯(SVZ) などの脳の特定の領域に
成人になっても新しいニューロンを生み出す神経発生ニッチが存在することを発見しました。
ただし、このプロセスは年齢とともに大幅に遅くなります。

研究者らは研究で、古典的なヤマナカ OSKM カクテルを使用しました。
多くの研究者は、再プログラミングの効率を高め、腫瘍(主に c-Myc に関連する腫瘍)のリスクを下げる方法に関心を持ってきましたが、この研究ではそうではありませんでした。

まず科学者らは、分子トリガー(この場合はドキシサイクリン)で治療すると OSKM を発現する遺伝子操作マウスを作成することで、全身の再プログラミングを試みました。
研究者らは、単一細胞 RNA シーケンスを使用して、 年齢とともに神経幹細胞 (NSC) の子孫のうち、ニューロンの直接前駆体である神経芽細胞の割合が減少し、神経新生の障害を示していることを発見しました。
治療によりこの傾向は逆転し、神経芽細胞の割合が若々しいレベルに戻りました。

次に、研究者らは、OSKM 発現が空間的に SVZ のみに限定されている、さらに洗練されたマウス モデルを使用しました。
興味深いことに、この制限により、OSKM の発現時間を全身モデルでは致死的な時間まで延長し、安全に作業することができました。
NSC と神経芽細胞に対する効果は、全身の再プログラミングよりもさらに印象的でした

再プログラムされたニューロン メトリクス

ニッチワイドな影響を避けるために、研究者らは体外で培養した NSC を使った実験も実施しました。
生物と同様に、老齢マウスから採取されたNSCは、若いマウスから採取されたものよりも神経芽細胞の割合が低かった。
NSC を OSKM で処理すると、子孫における神経芽細胞の割合が増加し、
「物事を正常に戻す」再生のような効果が示唆されました。

しかし、私たちが最終的に興味があるのは神経芽細胞前駆細胞ではなく、ニューロンです。
治療の結果、より多くのニューロンが誕生しましたか?どうやら、そうです。
マウスでは、SVZ由来の神経芽細胞が嗅覚領域に移動し、そこで成熟ニューロンになります(これは、これらの動物にとって嗅覚がいかに重要であるかを示しています)。
年齢とともに、このプロセスは劇的に遅くなります。
OSKM 治療により、幼若レベルまでではないものの、嗅球で生まれるニューロンの数が増加しました。

単一細胞転写と免疫染色の検証を使用して、高齢マウスの部分的な全身再プログラミングが、SVZ 神経原性ニッチにおける神経芽細胞の割合における加齢に関連した欠陥を部分的に逆転させることを発見しました。
この「若返り」効果は、部分的な再プログラミングのためにSVZ自体をターゲットにすることによって再現でき、これは固有の現象を示しています。
さらに、細胞培養における古いNSCの部分的な再プログラミングは、自律的に神経前駆細胞への分化を促進します。
問題の研究では、いくつかの異なる細胞型に対する効果を体系的にテストすることにより、古い脳における部分的な再プログラミングの効果が明らかになりました。

研究の全文:

https://www.nature.com/articles/s43587-024-00594-3