大脳オルガノイドを用いた同期発火を有する機能的な神経ネットワークの創出と、その評価方法の確立ポイントヒトES/iPS細胞から3次元の大脳皮質組織を分化誘導し、3次元イメージングを行なった。同期発火を含む複雑な神経活動の計測・評価を行なった。ヒト由来の細胞を用いた神経ネットワークの活動は、将来的に大脳の機能異常による精神疾患の病態解析や疾患モデル創出などへの応用が期待される。3次元で分化誘導した組織はオルガノイド注1)という呼称で知られるようになり、多くの神経領域が3次元組織として分化誘導できることが報告されています。一方で、ヒト細胞由来の機能的な大脳神経ネットワークの形成については十分な報告がなく、その評価方法についても十分に確立されていませんでした。今回の研究では、ヒトES/iPS細胞から3次元大脳組織を分化誘導し、そこから神経ネットワーク形成のために組織の分散培養を行い、得られた複雑な神経活動データを包括的に解析することに成功しました。今回確立した方法によって詳細にヒト細胞由来の神経活動の評価が可能となることで、神経機能を対象とした神経科学研究や精神疾患の病態解析・疾患モデルの作製への適応が期待されます。Reports」でオンライン公開されました。感覚の受容に加え、意識や記憶などの高次脳機能を含む様々な神経機能の中枢を担うことで知られています。ヒト大脳の神経活動については、大脳の部位によって各種の神経活動が分担して担われていることが知られ、その各神経機能は複数の神経細胞を含む神経ネットワークの活動によって担われていると考えられています。目的の細胞に分化誘導する技術が進歩したことによって、3次元で生体と同じような構造を保った組織への分化誘導が可能となり、このような組織はオルガノイドと呼ばれるようになりました。3次元の構造を保った状態での分化誘導手法は、次世代の再生医療を拓くトピックの一つとして注目されています。(CiRAニュース、2018年8月7日参照)などが3次元組織として分化誘導できることが報告されていますが、これまでの研究は大脳におけるネットワークとしての神経機能を十分に評価できていませんでした。そのため、本研究グループはヒトES/iPS細胞を用いた3次元での大脳分化誘導の先に、機能的な神経ネットワークの構築とその詳細な評価方法の確立に取り組みました。vitroで再現するところから研究を始めました。