脳の幹細胞は“糖の使い方”と“隣からのタッチ”で進路を変える

胎児期の大脳皮質を作る幹細胞「放射状グリア」は、遺伝子の指示だけで将来を決めているわけではないようです。UCLAの二つの研究は、糖をどう処理するかと、視床から伸びてくる神経線維に物理的に触れることが、どの細胞へ変わるかを左右する可能性を示しました。

栄養と“タッチ”という別々の情報が、思考や記憶を担う皮質の組み立てに関わるという結果です。

糖は燃料だけでなく進路標識

Cell掲載の研究では、妊娠初期の提供組織31試料と幹細胞由来の脳オルガノイドなどから、発達中の皮質の代謝地図を作りました。糖を分解する解糖系やペントースリン酸経路の活動を操作すると、放射状グリアの成熟や生み出される細胞の構成が変化しました。

つまり代謝は単にエネルギーを供給する裏方ではなく、細胞の運命を調節する信号でもある可能性があります。ただし母親の食事を変えれば子どもの脳を操作できる、と示した研究ではありません。

視床の神経線維が直接触れる

Science掲載の別研究では、皮質と視床のオルガノイドを融合した「アセンブロイド」を使用。視床の軸索が外側放射状グリアへ接触すると、上層の興奮性ニューロンが増えました。接触にはNRXN1という分子が関わり、これを欠損させると効果が弱まりました。

人の解剖学的観察と実験モデルを組み合わせた成果ですが、子宮内で発達する脳をそのまま観察したものではありません。オルガノイドは血管や全身環境を完全には再現せず、病気の治療法が直ちに生まれたわけでもありません。