| Project/Area Number |
22K07364
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 51030:Pathophysiologic neuroscience-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
及川 尚人 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 助教 (00583585)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | コレステロール / プレセニリン / NPC1 / アルツハイマー病 / 脂質 / 神経変性 |
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| Outline of Research at the Start |
アルツハイマー病（AD）の発症と密接に関係する膜タンパク質分解酵素（γ-セクレターゼ）の機能障害が、神経変性の起因となる神経細胞内のコレステロール蓄積を引き起こすか否かについて、ゲノム編集技術によりγ-セクレターゼ活性を欠失（γ-セクレターゼの触媒活性部位であるプレセニリンの遺伝子ノックアウト）或いは低下（AD原因プレセニリン遺伝子変異導入）させたヒトiPS細胞より分化誘導した神経細胞を用いて検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究においては、アルツハイマー病形成と密接な関係のあるプレセニリン（PS）の機能障害が神経細胞のコレステロール代謝に及ぼす影響について、ヒトiPS細胞由来神経細胞を用いて検討する。
本年度はヒトiPS細胞由来神経細胞及び神経芽細胞腫であるSH-SY5Y細胞を対象に、遊離型コレステロールに特性を持つfilipinと、コレステロール集積マイクロドメインに結合するD4を用いた細胞コレステロール分布観察を行った。filipin染色においては顕微鏡観察に充分な強度のシグナルが検出され、また、D4においても局所的なシグナルが検出された。しかしながら、ヒトiPS細胞由来神経細胞においては細胞体のサイズが小さいこともあり、各細胞内小器官におけるコレステロール分布については明瞭な観察が困難であることが判明した。一方で、SH-SY5Y細胞においては両プローブ共に明瞭なシグナルが検出され、PSを活性中心とする膜タンパク質分解酵素であるγ-セクレターゼの機能阻害に伴うコレステロール蓄積が認められた。
他方、細胞内コレステロール蓄積の影響を検討するための、NPC1阻害剤を用いた細胞内コレステロール蓄積細胞モデルにおいて、昨年は濃度依存的な細胞死を観察したが、今年度は細胞死が生じない致死濃度以下における細胞障害性を検討した。その結果、阻害剤濃度依存的なタウタンパク質の発現量の増加が検出され、また、リン酸化酵素及びタンパク質分解酵素の発現量変化も観察された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ヒトiPS細胞由来神経細胞において、充分な解像度の細胞内脂質分布の観察が達成されていない。また、PSノックダウンにおいても高効率な発現量の低下が達成されていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヒトiPS細胞由来神経細胞の解析においては、依然としてPS1発現欠損の効率が低いこと、また、本年にPS1発現欠損によるヒト神経細胞コレステロール代謝変化の報告が他グループよりなされたことも踏まえ、本研究ではPS2のノックアウト及び疾患関連遺伝子変異に焦点を絞って解析を進める。脂質の細胞内観察についてはより高解像度の顕微鏡観察を試行する。他方、コレステロール蓄積モデルにおいてはアルツハイマー病関連のタンパク質の発現変化が観察されていることから、細胞内コレステロール蓄積の神経細胞障害性の解析については引き続き解析を進める。
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