光に感受性を持つ筋細胞を開発、収縮能力のある骨格筋細胞に
東北大学は2月5日、緑藻の一種・クラミドモナスで発現し、機能している光応答性イオンチャネル（チャネルロドプシン）の改変体を筋芽細胞に組み込むことで、光に対して感受性を持つ筋細胞を開発、その細胞に光を照射することで、収縮能力を獲得した骨格筋細胞に成熟させることに成功したという。
画像はプレスリリースより
この研究は、同大大学院生命科学研究科の八尾寛教授、石塚徹講師、大阪大学大学院工学研究科の浅野豪文助教（現東京医科歯科大学・助教/大阪大学大学院工学研究科・招へい教員）、森島圭祐教授（大阪大学臨床医工学融合研究教育センター創成医工情報学研究部門・部門長/教授（兼））の研究グループによるもの。この研究成果は、英学術誌「Scientific Reports」に、2月9日付けで掲載されている。
未分化な細胞が分化・成熟する過程が活動依存的であることはさまざまな細胞において知られているが、骨格筋においても、収縮能を獲得するには、電気刺激や張力などの外部からの刺激が必要であるとされている。これまでの液性因子（タンパク質）による細胞培養法では、刺激に対して収縮運動する細胞が少なく、骨格筋を対象とした研究は主に動物実験で進められていた。
ALSや遺伝性ニューロパチーなど難病の治療法開発に期待
研究グループは、チャネルロドプシンの改変型の1つであるチャネルロドプシングリーンレシーバー（ChRGR）の遺伝子を、遺伝子工学技術を用いて筋芽細胞に組み込むことで、光に対して感受性を持つ筋細胞を開発。さらに、この筋細胞に対して継続的に青緑色光を照射した結果、光照射を与えた細胞では細胞内にある収縮の最小構成単位であるサルコメア構造の発達が促進されることが確認された。また、このように発達した筋細胞は、光刺激に応答して収縮することが分かったという。
その効果は、ChRGRを発現する細胞のみに特異的であることが認められ、さらに、一定の周期的なリズムを持った1Hzのパルス刺激が成熟した筋細胞への分化を亢進させること、この現象は細胞内カルシウムの振動が重要であることが示唆されたとしている。
今回開発された細胞分化を直接光で操作することができる技術は、従来の電気刺激や薬剤刺激に代わる新たな技術として期待される。同研究グループは今後、この技術を応用して、筋萎縮性側索硬化症（ALS）や遺伝性ニューロパチーなどの極度の筋力低下を伴う重篤な難病患者に対し、失われた骨格筋の機能を補完・回復できる新しい治療法の開発が見込まれるとしている。
▼外部リンク
・東北大学 プレスリリース
