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Direct reprogramming of hippocampal astrocytes ameliorates recognition memory in mice with cerebral ischemia.

Research Project

Project/Area Number 22K17799
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

Fukui Yusuke  岡山大学, 大学病院, 助教 (60824802)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords脳梗塞 / in vivo ダイレクトリプログラミング / 神経細胞新生 / ダイレクトリプログラミング / 脳梗塞モデルマウス
Outline of Research at the Start

脳梗塞治療において、再灌流時に生じた活性酸素などによる海馬の神経細胞死が認知機能障害をもたらす。本研究では、経静脈的AAV(アデノ随伴ウイルス)ベクター投与による脳内アストロサイトのptbp1遺伝子ノックダウンによって、海馬に神経細胞を誘導し、脳梗塞モデルマウスの認知機能回復を目指すことを目的とする。具体的には、①新規AAVベクターは尾静脈投与により海馬内に感染するのか、②海馬アストロサイトのptbp1遺伝子ノックアウトで新規神経系細胞の誘導が可能か、③認知機能傷害を改善するための最適な神経系細胞誘導のタイミングはいつなのか、④神経系細胞の誘導により認知機能は回復するのか、について検討を行う。

Outline of Final Research Achievements

The therapeutic potential of suppressing polypyrimidine tract-binding protein 1 (Ptbp1) messenger RNA by viral transduction in a post-stroke dementia mouse model has not yet been examined. In this study, 3 days after cerebral ischemia, we injected a viral vector cocktail containing adeno-associated virus (AAV)-pGFAP-mCherry and AAV-pGFAP-CasRx (control vector) or a cocktail of AAV-pGFAP-mCherry and AAV-pGFAP-CasRx-SgRNA-Ptbp1 (1:5, 1.0 × 10^11 vg) into post-stroke mice via the tail vein. mCherry/GFAP double-positive astrocyte-like glia were converted into new mCherry/NeuN double-positive neuron-like cells with morphological changes in the hippocampus 56 days after cerebral ischemia. The new cells integrated into the dentate gyrus and recognition memory was significantly ameliorated. These results demonstrated that the in vivo conversion of hippocampal astrocyte-like glia into functional new neurons by the suppression of ptbp1 might be a therapeutic strategy for post-stroke dementia.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳梗塞の治療はリハビリを除くと急性期に限られていることから、in vivoダイレクトリプログラミングにより神経系細胞を誘導し、脳梗塞で失われた神経機能を再生することは、新たな治療戦略を提示する重要な役割を持つ。本研究では、海馬領域において神経細胞新生を亢進し、脳梗塞後のマウスの認知機能障害の改善に成功したことから本手法による治療介入の可能性が示された。また、経静脈的投与による遺伝子導入技術の確立は、研究面では、これまで樹立されていなかった遺伝性疾患モデル動物の作成を可能にし、治療面では、正常遺伝子導入による治療介入の礎となることが期待される。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2024 2023

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results)

  • [Journal Article] Protective effect of scallop-derived plasmalogen against vascular dysfunction, via the pSTAT3/PIM1/NFATc1 axis, in a novel mouse model of Alzheimer’s disease with cerebral hypoperfusion2024

    • Author(s)
      Zhai Yun、Morihara Ryuta、Feng Tian、Hu Xinran、Fukui Yusuke、Bian Zhihong、Bian Yuting、Yu Haibo、Sun Hongming、Takemoto Mami、Nakano Yumiko、Yunoki Taijun、Tang Ying、Ishiura Hiroyuki、Yamashita Toru
    • Journal Title

      Brain Research

      Volume: 1828 Pages: 148790-148790

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2024.148790

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Neuroprotective effect of, a flavonoid, sudachitin in mice stroke model2024

    • Author(s)
      Ota-Elliott Ricardo Satoshi、Fukui Yusuke、Bian Yuting、Bian Zhihong、Hu Xinran、Sun Hongming、Yu Haibo、Morihara Ryuta、Ishiura Hiroyuki、Yamashita Toru
    • Journal Title

      Brain Research

      Volume: 1827 Pages: 148745-148745

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2023.148745

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Neuroprotective effects of carnosine in a mice stroke model concerning oxidative stress and inflammatory response2023

    • Author(s)
      Hu Xinran、Fukui Yusuke、Feng Tian、Bian Zhihong、Yu Haibo、Morihara Ryuta、Hu Xiao、Bian Yuting、Sun Hongming、Takemoto Mami、Nakano Yumiko、Yunoki Taijun、Abe Koji、Yamashita Toru
    • Journal Title

      Journal of the Neurological Sciences

      Volume: 447 Pages: 120608-120608

    • DOI

      10.1016/j.jns.2023.120608

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2025-01-30  

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