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Towards the establishment of new regenerative strategy of midbrain neuronal networks

Research Project

Project/Area Number 19K07854
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 51030:Pathophysiologic neuroscience-related
Research InstitutionKyoto Pharmaceutical University

Principal Investigator

Nishimura Kaneyasu  京都薬科大学, 薬学部, 助教 (90527889)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsパーキンソン病 / ドパミン神経 / 多能性幹細胞 / ダイレクトコンバーション / 神経再生 / 細胞運命決定 / 細胞移植 / ドパミン神経細胞 / iPS細胞 / 神経オルガノイド / ダイレクトコンバージョン / ダイレクトリプログラミング / 細胞移植治療 / シングルセルRNA-seq / 創薬 / direct reprogramming / 神経回路網の再形成
Outline of Research at the Start

パーキンソン病は、中脳ドパミン神経回路網の選択的な脱落・変性によって引き起こされる神経変性疾患であり、現行の医療制度では、薬物治療や脳深部刺激療法などの対処療法が主流であるが、幹細胞移植治療や遺伝子治療などの新しい治療法の開発が進んでいる。
本研究課題では、このパーキンソン病の治療に焦点をあて、薬、多能性幹細胞およびin vivo direct reprogrammingを有機的に融合させた発想・手法をもとに、失われた中脳ドパミン神経回路網の機能的な再生および形態的な再生を促す新規治療法の開発となる基盤研究を進める。さらには将来の臨床応用へ向けた根拠となる基盤の創成を目指す。

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this research is to establish the development of novel therapeutic strategies that promote functional and morphological regeneration of lost midbrain dopaminergic neural networks, based on ideas and methods that combine drugs, pluripotent stem cells, and direct conversion methods. Here we have established a technique for inducing neurons in specific brain regions (striatum and ventral midbrain) from human iPS cells by a method using small compounds and have succeeded in generation of a stable protocol. We have also succeeded in establishing a dopaminergic neuron induction method using the direct conversion method. Furthermore, we have established transplantation techniques for animals and evaluation methods after transplantation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究において、多能性幹細胞およびダイレクトコンバージョンを用いた神経誘導技術をそれぞれ確立することができた。今後、これらの異なる細胞運命の決定様式を解き明かすための研究が必要になると考えられる。また本研究で対象とした神経細胞は、成体において一度失われると再生できないことが知られており、これらを産み出す方法の作製は、近年注目されている再生医療へ通じる基盤研究であり、本研究課題によりその研究基盤を構築できたと考えている。

Report

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

    (16 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 2 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] Rapid conversion of human induced pluripotent stem cells into dopaminergic neurons by inducible expression of two transcription factors2022

    • Author(s)
      Nishimura Kaneyasu、Nitta Tatsumi、Doi Keisuke、Takata Kazuyuki
    • Journal Title

      Stem Cells and Development

      Volume: 印刷中 Issue: 11-12 Pages: 269-277

    • DOI

      10.1089/scd.2021.0363

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Nicotinic Acetylcholine Receptors and Microglia as Therapeutic and Imaging Targets in Alzheimer’s Disease2022

    • Author(s)
      Takata Kazuyuki、Kimura Hiroyuki、Yanagisawa Daijiro、Harada Koki、Nishimura Kaneyasu、Kitamura Yoshihisa、Shimohama Shun、Tooyama Ikuo
    • Journal Title

      Molecules

      Volume: 27 Issue: 9 Pages: 2780-2780

    • DOI

      10.3390/molecules27092780

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Combination of Drugs and Cell Transplantation: More Beneficial Stem Cell-Based Regenerative Therapies Targeting Neurological Disorders2021

    • Author(s)
      Nishimura Kaneyasu、Takata Kazuyuki
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 22 Issue: 16 Pages: 9047-9047

    • DOI

      10.3390/ijms22169047

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Generation of striatal neurons from human induced pluripotent stem cells by controlling extrinsic signals with small molecules2021

    • Author(s)
      Amimoto Naoya、Nishimura Kaneyasu、Shimohama Shun、Takata Kazuyuki
    • Journal Title

      Stem Cell Research

      Volume: 55 Pages: 102486-102486

    • DOI

      10.1016/j.scr.2021.102486

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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 中脳ドパミン神経の機能再生治療法の開発2021

    • Author(s)
      西村周泰、高田和幸
    • Journal Title

      BIO Clinica

      Volume: 36 Pages: 87-89

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      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] 中脳ドパミン神経回路網の機能再生・修復を目指した新規治療戦略2020

    • Author(s)
      西村周泰、高田和幸
    • Journal Title

      Medical Science Digest

      Volume: 46 Pages: 36-38

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 黒質線条体経路を再現する多領域性を持つ脳モデルの作製2022

    • Author(s)
      西村周泰、網本直弥、中野舞、高田和幸
    • Organizer
      第21回 日本再生医療学会総会
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  • [Presentation] 発生原理の再現によるミクログリアの誘導と脳領域特異的な神経誘導技術を用いた病態の解析と神経機能再生研究基盤の確立に向けて2022

    • Author(s)
      西村周泰、高田和幸
    • Organizer
      第95回 日本薬理学会年会
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    • Invited
  • [Presentation] Direct conversionによるヒトiPS細胞からドパミン神経への簡便で迅速な誘導法の開発2021

    • Author(s)
      西村周泰、仁田達海、土居佳祐、高田和幸
    • Organizer
      第15回 次世代を担う若手のための医療薬科学シンポジウム
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  • [Presentation] 二次元および三次元培養法による低分子化合物を用いたヒトiPS細胞から線条体神経細胞への分化誘導法の開発2021

    • Author(s)
      西村周泰、網本直弥、高田和幸
    • Organizer
      第44回 日本神経科学大会
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  • [Presentation] 低分子化合物を用いたシグナルコントロールによるヒト多能性幹細胞から黒質・線条体神経細胞の作製2021

    • Author(s)
      西村周泰、網本直弥、加藤丈使、平尾真大、高田和幸
    • Organizer
      第94回 日本薬理学会年会
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  • [Presentation] 幹細胞技術を基盤とした神経変性疾患に対する再生創薬研究2020

    • Author(s)
      西村周泰、高田和幸
    • Organizer
      第14回次世代を担う若手のための医療薬科学シンポジウム
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      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 低分子化合物を用いたヒトiPS細胞から脳領域特異的神経細胞の誘導制御と応用法の提案2020

    • Author(s)
      西村周泰、網本直弥、加藤丈使、高田真優子、福田愛菜、平尾真大、高田和幸
    • Organizer
      第10回 4大学連携研究フォーラム
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  • [Book] 京都薬科大学紀要2022

    • Author(s)
      西村周泰、高田和幸
    • Total Pages
      19
    • Publisher
      京都薬科大学
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  • [Book] ファルマシア2021

    • Author(s)
      西村周泰
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      日本薬学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Book] BIO Clinica2021

    • Author(s)
      西村周泰、高田和幸
    • Total Pages
      3
    • Publisher
      北隆館
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      2021 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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