| Project/Area Number |
20K16606
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 52020:Neurology-related
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| Research Institution | Nara Medical University |
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Principal Investigator |
Eura Nobuyuki 奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (30745360)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | オルガノイド / Mowat-Wilson症候群 / ZEB2 / シングルセル解析 / ヒト脳オルガノイド / 神経発生学 |
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| Outline of Research at the Start |
先天性中枢神経疾患のひとつであるモワット-ウィルソン症候群は、ZEB2遺伝子の欠損によって生じ、難治性のてんかん、精神発達遅滞、腎低形成、腸管の運動障害（ヒルシュスプルング病）など、多彩な症状を来す。
本研究では、ZEB2遺伝子をノックアウトしたヒト胚性幹細胞細胞からヒト大脳皮質オルガノイド、脳幹オルガノイドを樹立し、遺伝子やタンパクの発現を解析することによって本疾患の病態機序解明を試みる。
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| Outline of Final Research Achievements |
Mowat-Wilson syndrome (MWS), caused by ZEB2 gene deficiency, has a variety of symptoms including refractory epilepsy, microencephaly, mental retardation, renal hypoplasia, and Hirschsprung's disease. The purpose of this study is to generate a disease model using brain organoids and analyze its phenotype in order to elucidate the pathomechanism and develop a treatment for MWS. We generated ZEB2 knockout (KO) human ES cells using CRISPR/Cas9 technology and established cortical organoids (CO) and brainstem organoids (BSO). Quantitative PCR, immunohistochemistry, and single-cell RNA sequencing were performed to compare wild-type and ZEB2 knockout CO/BSO.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究の鍵となる実験技術は、ヒト脳オルガノイドとCRISPR/Cas9によるゲノム編集であ
る。2013年に初めて脳オルガノイドが樹立されて以降、その樹立手法を改良した論文は数多くあるが、脳オルガノイドを用いて中枢神経難病の発症メカニズムを詳細に解明した報告はない。特に、本研究のように、脳幹オルガノイドを用いた研究はない。脳オルガノイドを用いてZEB2欠損によるMowat-Wilson症候群（MWS）の病態を明らかにすることにより、その治療法の開発が期待できるだけではなく、大脳皮質オルガノイド、脳幹オルガノイドの疾患モデルとしての有用性が示され、他の中枢神経難病の研究に役立つと考えられる。
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