研究内容

神経細胞は一度失ってしまうと再生できない細胞ですが、もし我々ヒトが、失った神経細胞を再生す能力を有していたならば、自らの力で神経疾患のうちいくつかは克服できていたかもしれません。脳を構成する神経細胞は一体どのように形成され、お互いにネットワークを作っているのだろうか？そしてその動的で複雑な脳神経細胞の形成過程を解読し、神経細胞を作る技術が確立できれば、人々の健康維持・増進への貢献や神経変性疾患の治療に応用できると考え研究を進めています。
現在、再生医療の分野ではヒトES/iPS細胞のような多能性幹細胞から誘導した神経前駆細胞を用いた細胞移植や、脳内の他の細胞から直接神経細胞へ変換的に誘導するダイレクトリプログラミングなどを駆使して、失った神経細胞を補う治療法の開発が進められています。私たちはヒトiPS細胞を用いて、神経変性疾患の一つであるパーキンソン病に焦点を当てて、失われた中脳ドパミン神経回路網の機能形態的再生に繋がる基盤研究を進めています。
また幹細胞誘導技術を基盤とした神経オルガノイドの作製やゲノム編集技術およびイメージング技術など取り入れながら脳疾患の分子病態の再現と創薬の観点からの新規治療戦略の開発も進めています。

研究テーマ

1) ヒト脳発生の再現による神経細胞の誘導法の研究
2) 細胞運命の操作による神経細胞創出法の研究
3) 神経変性疾患の病態再現と機能再生的治療法の研究

参考論文

1) Nishimura† et al., Stem cells Dev., 31 (11-12), 269-277 (2022). †責任著者
2) Amimoto* and Nishimura*,† et al., Stem Cell Res., 55, 102486 (2021). *共筆頭著者、†責任著者
3) La Manno, Gyllborg, Codeluppi and Nishimura et al., Cell, 167 (2), 566-580 (2016).
4) Nishimura et al., Stem Cell Reports 6 (4), 511-524 (2016).
5) Samata Doi and Nishimura et al., Nat. Commun., 7, 13097 (2016).

研究テーマ1

「痛み」は脳内でどのように生み出されるのか？（疼痛神経回路の理解）

多くの患者さんが痛みを訴えて病院にかかるように、痛みは体の不調を知らせる大切なシグナルです。 しかし、「痛み」は脳内で生み出される現象であるため、患部の治療だけでは痛みを除去できないことも多くあります。 痛みを生み出す神経回路の働きを理解することにより、治療困難な疼痛へのアプローチを目指します。

関連論文

・大脳一次体性感覚野において、痛み感覚がどのように処理されているのかを解明しました。
Osaki# et al., Nature Communications (2022) #共責任著者
・感覚系視床における抑制性神経核である視床網様核がどのように特定のシグナルを大脳へ選別して伝えているのかを解明しました。 Osaki# et al., Neuroscience Res. (2018) #責任著者

研究テーマ2

脳損傷からの回復に寄与する神経回路メカニズムの理解

脳梗塞等で脳神経回路が損傷すると、本来の機能が失われ、さらにその失われた機能を別の領域で代償するといった様々な反応が起こります。 こうした変化を捉え、理解することは、今後、開発が進む神経回路再生医療にも役立つ知見になると考えられます。また、そういった変化をうまく活用し、より一層機能回復を促す手法の開発を目指します。

関連論文

Fukui*, Osaki*# et al., Scientific Reports (2020) *共筆頭著者、#共責任著者
Ishii*, Osaki* et al., Behavioural brain research(2021) *共筆頭著者
Sato*, Itokazu*, Osaki* et al., eLife (2019)　*共筆頭著者

研究手法

・電気生理学（OpenEphys）
・Ca2+イメージング・内因性シグナルイメージング
・オプトジェネティックス（ガルバノミラー制御による刺激位置走査など）
・電子工作とプログラミング技術を組み合わせた行動実験装置
といった様々な手法を適宜組み合わせて、研究を行っています。