| Project/Area Number |
21K15633
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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 51030:Pathophysiologic neuroscience-related
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
中井 健人 昭和大学, 歯学部, 兼任講師 (00880444)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | 睡眠時ブラキシズム / 疾患特異的iPS細胞 / HTR2A / セロト ニン2A受容体遺伝子(HTR2A) / マルチウェル微小電極アレイシステム |
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| Outline of Research at the Start |
睡眠時ブラキシズム（SB）の詳細な発症機序は未だ明らかではない. 本研究では, 先行研究にて樹立されたSB特異的iPS細胞と , HTR2A 陽性ニューロンのモニタリングシステムを応用し, 標的ニューロンに特異的な神経活動とバースト の異常をマルチウェル微小電極アレイシステムによって検出し , SBに特異的な細胞間ネットワークを明らかにすることを目的とする. さらにゲノム編集技術を用いた遺伝子改変iPS 細胞を作成し, 検出された異常が再現可能かを検証することで睡眠時ブラキシズムの疾患モデルの確立を目指す.
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| Outline of Annual Research Achievements |
睡眠時ブラキシズム（SB）は睡眠中の非機能的な顎運動であり、顎口腔系の諸器官に様々な悪影響を及ぼすが、その詳細な発症機序は未だ明らかではない。これまでの研究から、セロトニン2A受容体を発現するGABA作動性ニューロン（抑制性）の睡眠中の活性の減弱による細胞間ネットワークの変化がSBの発生機序に関与する可能性が考えられている。そこで本研究では、先行研究にて樹立されたSB特異的iPS細胞と、HTR2A陽性 ニューロンのモニタリングシステムを応用し、標的ニューロンに特異的な神経活動とバーストの異常をマルチウェル微小電極アレイシステムによって検出し、SBに特異的な細胞間ネットワークを明らかにすることを目的とする。さらに検出された異常が再現可能かを検証することでin vitroでのSB疾患モデルの確立を目指すものである。
マルチウェル微小電極アレイシステムによって、SB群、コントロール群のiPS細胞からそれぞれ分化誘導されたニューロンの機能解析を行った。神経細胞にGABAを添加して、DIV46、53、60、67、74にてMean Firing Rate（平均発火率）、Weighted Mean Firing Rate (Hz)（加重平均発火率）、Burst Frequency（バースト頻度）をパラメータとして観察した。その結果、DIV46の加重平均発火率において、GABA除去直後の急激な電気的活動上昇が認められた。
また、bulk RNA-seqにより、SB群、コントロール群間で遺伝子発現パターンを分析したところ、両群間の遺伝子発現パターンには系統的な差異が存在することが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
COVID-19の影響により研究活動が一時制限されたことに加え、マルチウェル微小電極アレイシステムを用いた解析に適切な培養条件の検討と解析サンプルの準備に時間がかかり、やや遅れが生じた。
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| Strategy for Future Research Activity |
シングルセルRNA-seqを行い、ニューラルポピュレーションを調査するため、細胞種アノテーション解析により目的の細胞集団に特異的な遺伝子マーカーと実際に細胞集団が発現していた遺伝子を比較し、その集団の細胞種を判定する。さらに、bulk RNA-seqで発現が変動していた遺伝子について、どの細胞集団で変動が起きているのか調査するため、各クラスターごとにDEG解析を行い、細胞種別にその集団で発現が変動している遺伝子を抽出する予定である。
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