| Project/Area Number |
21K15888
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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 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
久松 大介 順天堂大学, 大学院医学研究科, 特任研究員 (20880272)
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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 |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | 神経幹・前駆細胞 / 神経新生 / エピジェネティクス / rejuvenation / エピジェネティック制御 / 大うつ病性障害 / トランスクリプトーム解析 / エピジェネティックランドスケープ / 中枢神経系疾患 / i-GONAD |
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| Outline of Research at the Start |
自閉スペクトラム症や注意欠陥・多動性障害をはじめとした神経発達症の患者数は非常に多いことが知られるが、その発症機構は遺伝的素因と環境要因が関与することが知られている程度であり、詳細は不明である。申請者は、発生期の神経幹・前駆細胞のニューロンサブタイプ分化能変化に重要な役割をもつ転写因子のひとつとしてPHF21Bを見出した。この因子はその構造から、エピゲノム制御に関与することが予想されるが、その役割は不明である。そこで、通常よりも迅速に行える方法により、Phf21bの遺伝子改変マウスを作製し、エピゲノム制御の観点から発症機構に関与するか否かを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は、マウス神経幹・前駆細胞（NSPC）のin vitro培養系を用いて、発生初期型から後期型へのニューロンサブタイプ分化能の変化に重要な役割をもつ転写因子のひとつとしてPHF21Bを明らかにしている。この因子の類似遺伝子（パラログ）であるPHF21Aは、自閉スペクトラム症（ASD）などの神経発達症の責任因子のひとつとして知られるが、神経発達障害におけるPHF21Bの役割は不明である。また、PHF21Bはヒストン修飾を認識するPHD（plant homeodomain）フィンガーをもつことから、エピジェネティクス制御に関与する可能性が考えられる。そこで、本研究では従来法よりも簡便かつ迅速にゲノム編集が可能な遺伝子改変技術により、Phf21bの遺伝子改変マウスを作製することで、初期発生あるいは発症過程におけるPHF21Bの役割を明らかにする。
本年度は前年度に実施したPhf21bを含むニューロンサブタイプ分化能の変化に寄与する3つの遺伝子の結合部位の同定を試みた。また、これらの転写因子の大脳皮質の発生過程における機能をin vivoで評価した。これまでニューロンサブタイプ分化能の変化に影響を与える因子はマウス細胞を用いて明らかにされており、ヒトでも同様の機能をもつか否かは不明である。そこで、本年度はこれら因子がヒト細胞でも同様の効果をもつかを明らかにするため、ヒトiPS細胞由来のNSPC分化誘導系を用いて評価を試みた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
3つの転写因子の結合部位を同定するために、ES細胞を用いて標的遺伝子の下流にクロマチン免疫沈降シーケンス（Chip-seq）に適したTy1タグをノックインを試みた。しかしながら、ES細胞においてこれらの遺伝子の十分は発現が認められず、ノックイン効率が低く当初の予定より遅れている。一方、これら因子のin vivo実験系は実験設備を整備するのに時間を要した。さらに、大脳皮質特異的な過剰発現では、3つの因子が同程度発現しているかを確認するのに時間を要したため、当初の予定よりも遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、前年度の研究をさらに進める。具体的には、エレクトロポレーション法により３つの転写因子を過剰発現させた胎仔期の大脳皮質の組織学的解析を進めることで、in vitro培養系で認められたニューロンサブタイプ分化能の変化をin vivoにおいても確かなものにする。さらに、Phf21bノックアウトマウスの胎仔期の大脳皮質の脳の大きさや層特異的ニューロンの発現解析を含む組織学的解析を行う。
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