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Generation of bipolar-disorder induced pluripotent stem cell model from a multiplex pedigree and investigation of causal variants

Research Project

Project/Area Number 18K15521
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 52030:Psychiatry-related
Research InstitutionUniversity of the Ryukyus

Principal Investigator

Takamatsu Gakuya  琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (90801431)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords双極性障害 / iPS細胞 / ゲノム医学 / 病態生理 / カルシウムイメージング / 連鎖解析 / 疾患モデル / 神経細胞 / 疾患iPS / 神経分化誘導 / 気分障害 / 疾患ゲノム / ミトコンドリア / ライブイメージング / モデル細胞 / 家系研究 / 精神疾患モデル細胞
Outline of Final Research Achievements

Patient-derived induced pluripotent stem cells (iPSCs) with genetic variations having large effects on the development of neuropsychiatric diseases are expected to be cellular disease models. To establish bipolar disorder iPSC model, we focused on rare familial cases with potential high-risk genetic factors and we performed comprehensive genetic analysis and cellular phenotype analysis of patient iPSC-derived neurons.
In summary, we identified SPOCD1, a candidate gene which have the potential to contribute to bipolar disorder and depression in a multiplex pedigree. Moreover, iPSCs from affected individuals of the pedigree were differentiated into excitatory neurons. The neurons from the affected individuals showed higher frequency of the calcium transient compared with neurons from healthy controls. Our results would be promising to the cellular model of bipolar disorder for various applications.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

双極性障害の原因はほとんどわかっていない。そのようななか、本研究では、目標である原因変異の明らかな双極性障害疾患モデルiPS細胞の確立に向けて、期待できる成果を得ることができた。疾患モデルiPS細胞が作成されれば、神経細胞の易興奮性の分子機序の解明や本質的な病態生理に基づく創薬、双極性障害動物モデルの作成など、これまでのボトルネックが解消され、多方面に展望が開ける。疾患モデルiPS細胞の確立に向けて、今後さらに研究を積み重ねていく必要がある。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Haplotype phasing of a bipolar disorder pedigree revealed rare multiple mutations of SPOCD1 gene in the 1p36-35 susceptibility locus2022

    • Author(s)
      Gakuya Takamatsu, Kumiko Yanagi, Kae Koganebuchi, Fuyuko Yoshida, Jun-Seok Lee, Kanako Toyama, Kotaro Hattori, Chiaki Katagiri, Tsuyoshi Kondo, Hiroshi Kunugi, Ryosuke Kimura, Tadashi Kaname, Masayuki Matsushita
    • Journal Title

      Journal of Affective Disorders

      Volume: -

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      2021 Annual Research Report
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  • [Presentation] Cellular phenotypes and causal candidate genes in iPSC-derived neurons of a bipolar disorder family2022

    • Author(s)
      高松岳矢、馬目陽子、ディミトロフディミタ、小金渕佳江、當山奏子、李俊錫、柳久美子、長谷川実奈美、早川朋子、近藤毅、高橋智幸、要匡、岡野ジェイムス洋尚、木村亮介、松下正之
    • Organizer
      第99回日本生理学会
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  • [Presentation] 双極性障害患者由来神経細胞のin vitro カルシウムイメージング2022

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      高松岳矢、馬目陽子、Dimitar Dimitrov、當山奏子、李俊錫、早川朋子、長谷川実奈美、柳久美子、小金渕佳江、要匡、木村亮介、高橋智幸、近藤毅、岡野ジェイムス洋尚、松下正之
    • Organizer
      第43回沖縄精神神経学会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 双極性障害家系ハプロタイプにおけるミトコンドリア機能遺伝子の発現低下:iPSニューロンを用いたアレル特異的発現解析2021

    • Author(s)
      高松岳矢, 柳久美子, 馬目陽子, 小金渕佳江, 李俊錫, 當山奏子, Dimitar Dimitrov, 長谷川実奈美, 早川朋子, 服部功太郎, 功刀浩, 近藤毅, 高橋智幸, 岡野ジェイムス洋尚, 木村亮介, 要匡, 松下正之
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会/CJK第1回国際会議
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  • [Presentation] 双極性障害家系ハプロタイプにおけるミトコンドリア代謝制御遺伝子Xの発現低下2021

    • Author(s)
      高松岳矢, 馬目陽子, 柳久美子, 小金渕佳江, 當山奏子, 李俊錫, 長谷川実奈美, 服部功太郎, 功刀浩, 近藤毅, 岡野ジェイムス洋尚, 木村亮介, 要匡, 松下正之
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      第48回日本脳科学会
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  • [Presentation] 双極性障害の病態メカニズムの探索:ハプロタイプフェージングとRNAシーケンスによるミトコンドリア代謝制御遺伝子Xの発現異常の発見2021

    • Author(s)
      高松岳矢, 馬目陽子, 柳久美子, 小金渕佳江, 當山奏子, 李俊錫, 長谷川実奈美, 服部功太郎, 功刀浩, 近藤毅, 岡野ジェイムス洋尚, 木村亮介, 要匡, 松下正之
    • Organizer
      第72回西日本生理学会
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  • [Presentation] Allele-specific down-regulation of a mitochondrial gene in familial bipolar disorder2021

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      高松岳矢, 柳久美子, 馬目陽子, 小金渕佳江, 李俊錫, 當山奏子, Dimitar Dimitrov, 長谷川実奈美, 早川朋子, 服部功太郎, 功刀浩, 近藤毅, 高橋智幸, 岡野ジェイムス洋尚, 木村亮介, 要匡, 松下正之
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      第43回 日本生物学的精神医学会・第51回 日本神経精神薬理学会 合同年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 多発家系iPS細胞とアレル特異的発現解析による双極性障害の病態研究2021

    • Author(s)
      高松岳矢、柳久美子、馬目陽子、小金渕佳江、李俊錫、當山奏子、原(宮内)央子、長谷川実奈美、近藤毅、要匡、岡野ジェイムス洋尚、木村亮介、松下正之
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      第42回沖縄精神神経学会
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  • [Presentation] 双極性障害家系iPSニューロンにおけるミトコンドリア機能遺伝子のアレル特異的発現低下2021

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      高松岳矢、馬目陽子、柳久美子、李俊錫、小金渕佳江、Dimitrov Dimitar、服部 功太郎、長谷川実奈美、高橋智幸、近藤毅、要匡、岡野ジェイムス洋尚、木村亮介、松下正之
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      第126回日本解剖学会総会・全国学術集会 / 第98回日本生理学会大会 合同大会
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  • [Presentation] 双極性障害モデル細胞の開発:沖縄県の疾患多発家系を用いた疾患ゲノムとiPS細胞の統合アプローチ2020

    • Author(s)
      髙松 岳矢、柳 久美子、 馬目 陽子、李 俊錫、當山 奏子、Dimitar Dimitrov、原(宮内) 央子、長谷川 実奈美、小金渕 佳江、早川 朋子、服部 功太郎、功刀 浩、近藤 毅、高橋 智幸、要 匡、木村 亮介、岡野ジェイムス洋尚、松下 正之
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      第43回日本神経科学大会
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  • [Presentation] 特定の遺伝要因をもつ双極性障害iPSモデル細胞の開発の試み2020

    • Author(s)
      髙松 岳矢、柳 久美子、馬目 陽子、李 俊錫、當山 奏子、Dimitar Dimitrov、原(宮内) 央子、長谷川 実奈美、小金渕 佳江、早川 朋子、服部 功太郎、功刀 浩、近藤 毅、木村 亮介、高橋 智幸、岡野 ジェイムス洋尚、要 匡、松下 正之
    • Organizer
      第116回日本精神神経学会学術総会
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  • [Presentation] 双極性障害・反復性うつ病多発家系の強い遺伝要因の探索:家系例のゲノムシーケンスと疾患iPS細胞の統合アプローチ2020

    • Author(s)
      高松岳矢、柳久美子、馬目陽子、小金渕佳江、李俊錫、當山奏子、佐藤万仁、Dimitar Dimitrov、原(宮内)央子、長谷川実奈美、早川朋子、近藤毅、服部功太郎、功刀浩、高橋智幸、岡野ジェイムス洋尚、木村亮介、要匡、松下正之
    • Organizer
      第50回日本神経精神薬理学会年会・42回日本生物学的精神医学会年会・第4回日本精神薬学会総会・学術集会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 双極性障害多発家系iPS細胞の分化誘導神経細胞の検討2020

    • Author(s)
      高松岳矢、李俊錫、Dimitar Dimitrov、馬目陽子、當山奏子、原(宮内)央子、長谷川実奈美、早川朋子、柳久美子、小金渕佳江、服部功太郎、功刀浩、近藤毅、木村亮介、要匡、高橋智幸、岡野ジェイムス洋尚、松下正之
    • Organizer
      第41回沖縄精神神経学会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Development of induced pluripotent stem cell model of bipolar disorder derived from an Okinawan pedigree with a potential genetic component2019

    • Author(s)
      GAKUYA TAKAMATSU, KUMIKO YANAGI, JUNSEOK LEE, YOKO MANOME, CHIKAKO HARA-MIYAUCHI, KAE KOGANEBUCHI, KOTARO HATTORI, MINAMI HASEGAWA, MUTSUMI ISA, DIMITAR DIMITROV, TOMOKO HAYAKAWA, TSUYOSHI KONDO, TOMOYUKI TAKAHASHI, HIROSHI KUNUGI, HIROTAKA JAMES OKANO, RYOSUKE KIMURA, TADASHI KANAME, MASAYUKI MATSUSHITA
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      Neuroscience 2019 (49th annual meeting of Society for Neuroscience)
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  • [Presentation] 強い遺伝要因をもつ双極性障害iPSモデル細胞の開発の試み2019

    • Author(s)
      高松 岳矢、柳 久美子、馬目 陽子、小金渕 佳江、李 俊錫、當山 奏子、伊佐 睦美、服部 功太郎、早川 朋子、原(宮内) 央子、長谷川 実奈美、Dimitar Dimirov、高橋 智幸、功刀 浩、近藤 毅、木村 亮介、要 匡、岡野ジェイムス洋尚、松下 正之
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 双極性障害多発家系による病態モデル細胞の開発の試み:家系例のゲノムシーケンスと疾患iPS細胞の統合アプローチ2019

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      高松岳矢、柳久美子、馬目陽子、小金渕佳江、李俊錫、當山奏子、服部功太郎、早川朋子、原(宮内)央子、長谷川実奈美、功刀浩、近藤毅、木村亮介、要匡、岡野ジェイムス洋尚、松下正之
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      第70回西日本生理学会
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  • [Presentation] 沖縄県の双極性障害多発家系を用いた疾患関連ゲノム変異の探索2019

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      高松岳矢、柳久美子、小金渕佳江、李俊錫、原田綾乃、伊佐睦美、服部功太郎、功刀浩、近藤毅、木村亮介、要匡、松下正之
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  • [Presentation] Development of cellular disease models of bipolar disorder and schizophrenia: Pedigree-based induced pluripotent stem cell studies in the Ryukyu Islands2018

    • Author(s)
      Gakuya Takamatsu, Tadashi Kaname, Kumiko Yanagi, Chikako Hara-Miyauchi, Yoko Manome, Tomoko Hayakawa, Tsuyoshi Kondo, Hirotaka James Okano, Masayuki Matsushita
    • Organizer
      WFSBP Asia Pacific Regional Congress of Biological Psychiatry(WFSBP 2018 KOBE)
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      2018 Research-status Report
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  • [Presentation] 沖縄県の精神疾患多発家系を用いた双極性障害・統合失調症細胞モデルの開発:疾患iPS細胞とゲノム解析を融合したアプローチ2018

    • Author(s)
      Gakuya Takamatsu, Junseok Lee, Ayano Harata, Tadashi Kaname, Kumiko Yanagi, Chikako Hara-Miyauchi, Yoko Manome, Tomoko Hayakawa, Tsuyoshi Kondo, Hirotaka James Okano, Masayuki Matsushita
    • Organizer
      第40回日本生物学的精神医学会 第61回日本神経化学会大会 合同年会
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  • [Presentation] 双極性障害多発家系の強い遺伝要因の探索2018

    • Author(s)
      高松岳矢
    • Organizer
      第45回日本脳科学会
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      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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