患者死後脳の空間的発現解析とマウスモデルの融合アプローチによる精神疾患病態解明
Project/Area Number |
22K15203
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Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Basic Section 46010:Neuroscience-general-related
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Research Institution | Jikei University School of Medicine |
Principal Investigator |
吉永 怜史 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (10885875)
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Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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Keywords | 統合失調症 / 死後脳 / 空間トランスクリプトミクス / 単一細胞核RNAシークエンス / 組織構築 / トランスクリプトーム解析 / 動物モデル |
Outline of Research at the Start |
統合失調症などの精神疾患は、未だ病態形成の全容が不明である。筆者は脳発生異常を反映した組織学的・分子的異常が精神神経疾患の病態形成に関与すると仮説を立てた。本研究では、最先端の単一細胞/空間的遺伝子発現解析技術で患者死後脳を解析し、主要所見を組織学的に確認し、さらにゲノム編集技術や子宮内電気穿孔法による動物モデルで死後脳所見と症状の因果関係を確かめることで、細胞レベルで精神疾患の病態に迫ろうとする。
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Outline of Annual Research Achievements |
福島県立医大ブレインバンクから供与された統合失調症患者脳と対照脳(新鮮凍結サンプル)において、単一細胞核解析(single nucleus RNA sequencingについては患者脳と対照群2例ずつ、ATAC-seq + single nucleus RNA sequencing 4例ずつ)と空間トランスクリプトミクス手法であるVisium (6例ずつ)の解析を行った。このうち、Visiumでは、single nucleus RNA sequencingとの統合的解析を行い、4例ずつで高い品質の結果が得られている。脳を構成する多様な細胞やその組織学を正確に検出できた。この解析から、統合失調症でとりわけ変化している細胞群を同定した。こうした細胞群で有意に発現変動している遺伝子や、その生物学的意義について、重層的な解析を進めている。こうした空間的トランスクリプトミクスの所見は、免疫組織化学とRNA蛍光in situ hybridizationを用いて組織学的にその妥当性の検証を開始しており、これまでに行った検証では実際に所見が支持されたほか、その形態学的解析から新しい視点が得られており、さらにサンプル数を増やして検証を進めたい。また、プレリミナリな取り組みとして、この中で興味深いと考えられた1遺伝子について、ゲノム編集技術を用いてノックアウトマウスを作製した。 いっぽう、これまでにブレインバンクから供与されたホルマリン固定パラフィンサンプル3例ずつについて、空間トランスクリプトミクス手法であるGeoMx Human Whole Transcriptome Atlasによるニューロンの発現解析を行い、その結果の検討を進めている。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
空間的トランスクリプトミクスの解析を開始し、その情報学的解析を深めているところである。マウス研究についても少しずつ始めることができている。いっぽう、単一細胞核ATACシークエンスに供したサンプルは、細胞集団としてバランスのとれた核の調整が難航している。
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Strategy for Future Research Activity |
空間的トランスクリプトミクスの解析をさらに進め、その生物学的な議論も深めていく。単一細胞核ATACシークエンスについても条件検討や実験のやり直しを進めているところである。これらの結果を踏まえ、さらに動物モデルの検討や作製をすすめ、組織学的解析や行動実験についても開始していきたい。
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Report
(1 results)
Research Products
(2 results)
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[Presentation] 空間トランスクリプトームで解明する統合失調症における分子変化(Unraveling the molecular signatures of schizophrenia with spatial transcriptomics)2023
Author(s)
Satoshi Yoshinaga, Julio Leon, Mizuki Hino, Yoshinari Ando, Moody Jonathan, Atsuko Nagaoka, Ayako Kitazawa, Kanehiro Hayashi, Kazunori Nakajima, Chung Chau Hon, Yasuto Kunii, Jay Shin, Ken-ichiro Kubo
Organizer
第64回日本神経病理学会総会学術研究会/第66回日本神経化学会大会
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