理研ら、遺伝性てんかんの脳オルガノイドで神経活動の異常を軽減

ニュース紹介

「脳オルガノイドを用いた遺伝性てんかんの病態解明 －神経活動異常をアンチセンス核酸で軽減－」

理化学研究所（理研）バイオリソース研究センター iPS創薬基盤開発チームの菅 三佳 研究員、井上 治久 チームディレクター（京都大学 iPS細胞研究所 教授）らの共同研究グループは、遺伝性てんかんの原因に関わるRNAを標的とする核酸医薬候補「アンチセンス核酸（ASO）」を設計し、患者由来の「脳オルガノイド」で過剰な神経活動を軽減できることを示しました。

研究は、良性成人型家族性ミオクローヌスてんかん（BAFME）の患者の血液細胞からiPS細胞を作製し、大脳皮質に似た立体的な組織の脳オルガノイドを培養して進められました。患者由来の脳オルガノイドでは細胞の核の中にRNAの凝集体が見られ、約6カ月培養した組織は健常者由来よりも過剰に活動していました。AMPA受容体の働きを抑える薬ペランパネルを加えると過剰な活動が抑えられ、ASOを14日間投与した場合も神経細胞集団の振動性の活動が抑制されました。本研究は、科学雑誌『Cell Reports Medicine』オンライン版（11月13日付：日本時間11月14日）に掲載されました。

出典：理化学研究所 2026年11月14日 プレスリリース／掲載誌：Cell Reports Medicine／DOI：10.1016/j.xcrm.2026.103168
https://www.riken.jp/press/2026/20261114_1/index.html

FrontJournalの解説

この研究分野について

てんかんは、脳の神経細胞の活動が一時的に乱れ、発作を繰り返す病気です。今回の対象は、良性成人型家族性ミオクローヌスてんかん（BAFME）です。家族内で受け継がれる遺伝性のてんかんで、主に成人期に手の震えや体の一部の突然のぴくつきなどが現れます。「理化学研究所」の発表によると、年齢とともに症状が強くなるため、病気の進行を抑える治療法の開発が求められています。

研究の舞台となった「脳オルガノイド」は、幹細胞から培養皿の中でつくるミニチュアの臓器です。生きた患者の脳組織を取り出して調べるのは難しく、病気の特徴を十分に再現する動物モデルも確立されていません。創薬の分野では、前臨床モデル（ヒトでの試験の前に使う動物や細胞のモデル）がヒトの病態を十分に予測できないことが臨床試験の失敗要因の一つに挙げられています。そのため、患者由来のiPS細胞を使う方法に注目が集まっています。

①患者の細胞でつくった脳オルガノイドが過剰な神経活動を再現

「理化学研究所」と「京都大学」などの共同研究グループは、BAFMEの患者の血液細胞からiPS細胞を作り、脳オルガノイドを培養しました。患者由来の組織では、異常に長い繰り返し配列を持つRNAが細胞の核の中で塊になっており、患者の脳で報告されている特徴と共通していました。

電気信号の記録には多電極アレイシステム（培養皿に並べた小さな電極で神経細胞の電気信号を測る装置）を使い、約6カ月培養した患者由来の組織が健常者由来より過剰に活動することを確かめています。続いてシングルセルRNAシーケンス（細胞を1つずつ分けて遺伝子の働きを調べる方法）で解析したところ、興奮信号を受け取るAMPA受容体の機能の変化が予測されました。実際に患者由来の組織ではAMPA受容体が集まった小さな構造が増えており、抗てんかん薬のペランパネルを加えると過剰な活動が抑えられました。

②病気に関わるRNAを狙うASOが神経活動の異常を抑制

アンチセンス核酸（ASO）は、標的とするRNAに結合して働きを調整する一本鎖の核酸で、核酸医薬の一種です。核酸医薬は、低分子医薬品や抗体医薬では狙いにくいRNAを標的にできる点が特徴とされます。国内では、アンチセンス核酸のヌシネルセンが、脊髄性筋萎縮症の治療薬として2017年に承認されています。

研究グループは、BAFMEの原因に関わる異常に長い繰り返し配列を持つRNAを標的とするASOを患者由来の脳オルガノイドに14日間投与しました。その結果、神経細胞集団の振動性の活動が抑制され、病気に関わるRNAを標的とすることで集団の活動異常を軽減できると示されました。

FrontJournalからのひとこと

患者由来の細胞を使った一つの実験系で、病気の特徴であるRNAの凝集体を確かめながら神経活動の異常を測れるようになった点が、今回の成果の要です。理研は、繰り返し配列の異常が神経細胞の働きを乱す仕組みの解明や、治療薬の効果を神経活動の変化として評価することに役立つと期待しています。脳オルガノイドに網膜オルガノイドをつないだ「アセンブロイド」を使った実験では、光刺激の後に局所場電位（神経細胞集団の活動が重なって生じる電位の変化）が変わる様子が観察されました。これは、光が発作のきっかけとなる光感受性てんかんの研究モデルへの第一歩です。発作を抑える既存の薬に加えて、病気の原因に働きかける治療法の開発へ向けた基盤が一つ整ったといえます。

FrontJournal編集部