Advancements in differentiation of induced pluripotent stem cells into specialized neuronal subtypes

　iPS細胞から特異的なヒト神経細胞を生成する技術は、神経科学、再生医療、創薬分野に革命をもたらしました。

　発見以来、iPS細胞は倫理的に優れ、多様な応用が可能なプラットフォームとして台頭し、従来の動物モデルを超えた新たな知見を提供しています。過去10年間における急速な進歩により、iPS細胞をグルタミン作動性ニューロン、GABA作動性ニューロン、ドパミン作動性ニューロン、セロトニン作動性ニューロン、運動ニューロン、感覚ニューロン、プルキンエ細胞、交感神経ニューロン、副交感神経ニューロン、ノルアドレナリン作動性ニューロンなど、多様な神経細胞サブタイプへ効率的に分化させる技術が確立されました。

　発生シグナル分子の組み合わせ、転写因子プログラミング、低分子調節を適切に組み合わせることで、これらの分化神経細胞の再現性、スケーラビリティ、機能的成熟度が劇的に向上しました。これらの進歩は、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症、てんかん、アルツハイマー病などの疾患に対する次世代の疾患モデルプラットフォーム、ハイスループット創薬スクリーニングシステム、新興の細胞ベース治療を支える基盤となるため、特に時宜を得たものです。

　さらに、この分野では、iPS細胞由来ニューロンの真正性と成熟度を確保するため、標準化された化学的に定義されたプロトコルや、電気生理学的アッセイや分子プロファイリングを含む改良された検証パイプラインへの移行が進んでいます。特に、交感神経および副交感神経の誘導における最近の画期的な進展は、iPS細胞技術の範囲を自律神経系研究や心臓神経調節研究へと拡大しています。

　しかしながら、iPS細胞株間の変動性、神経細胞の未成熟性、臨床グレード応用におけるスケーラビリティの制約など、課題は依然として残されています。これらの障壁を、パターン形成シグナルの最適化、共培養システム、高度なバイオプロセシング戦略を通じて克服することが、iPS細胞由来ニューロンの完全なトランスレーショナルポテンシャルを実現する上で極めて重要です。

　総じて、本総説で概説した手法と技術的進展は、ヒトニューロンの体外での忠実かつ効率的、かつスケーラブルな作成に向けた大きな一歩であり、個別化された神経学および再生医療の基盤を築くものです。

　以上の総説について、『Neural Regeneration Research』誌に報告しました（貢献内容：iPS細胞分化誘導技術に関する最新のレビュー）。

Author: Selena Setsu, Hideyuki Okano, Satoru Morimoto.

Journal:  Neural Regen Res. 2025 Oct 30. doi: 10.4103/NRR.NRR-D-25-00630.