Establishment of specific inhibitory neuronal subtype differentiation and cell transplantation for the treatment of developmental disorders
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22K19495
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 52:General internal medicine and related fields
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
飯島 崇利 東海大学, 医学部, 准教授 (90383702)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
半野 陽子 (飯島 陽子) 東海大学, 医学部, 特定研究員 (50451860)
モハメド ダルウィシュ 東海大学, 医学部, 奨励研究員 (60938934)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | 自閉スペクトラム症 / 大脳皮質 / 抑制性ニューロンサブタイプ / 細胞移植 / 分化誘導 |
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| Outline of Research at the Start |
大脳皮質抑制性介在ニューロンの形態的、機能的多様性は、脳の高度な機能発現にとって極めて重要である。しかしながら、多様な抑制性ニューロンサブタイプへの分化の仕組みは非常に複雑であり、哺乳類における多様なニューロンサブタイプそれぞれへの分化誘導の確立は今後の大きな課題である。本研究では、第一に神経前駆細胞の単離から特定ニューロンサブタイプへ効率的に分化させる手法を確立すること、第二に、この手法を用いて分化誘導をかけた細胞を、抑制性ニューロンサブタイプの減少を病態とする自閉スペクトラム症 (ASD) モデルの新生仔マウス脳へ移植し、特定ニューロン細胞移植による発達障害の新たな治療戦略の確立を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、幼若終脳培養神経細胞にASDリスクファクターとして知られるバルプロ酸(VPA) を直接曝露したin vitro ASDモデルを確立し、多角的アプローチによりこのモデルの分子病態について検討を行ってきた (Iijima et al., 2016)。このモデルは実験データの均一性、再現性の点において優れており、他の多くのASD動物モデルで報告されてきた抑制性シナプスの機能低下などの生理学的表現型をin vitroレベルにおいても明確に再現できることを確認してきた。そこで近年、in vitro ASDモデルで有意に変動してくる遺伝子群をエキソンアレイとRNA-seqで網羅的に解析した。その結果、胎生期にVPAもしくは二本鎖RNAウイルス感染を模倣した代表的ASDマウスモデルの成熟脳において VIP陽性CGE由来抑制性ニューロン数が顕著に減少していることを突き止めた。
ASDモデルにおける抑制性機能異常は過去にも多くの報告があるが、特定の抑制性ニューロンのサブタイプの顕著な減少は、ASD研究の報告にない新たな病態である。申請者はこの異常に焦点を当て、CGE由来抑制性ニューロンを補うことで、ASD症状の改善を図ることができないだろうか検討してきた。重要なことに、本年度内因性のCGE由来ニューロンの分化誘導は時期領域特異的なNotchシグナルの操作によって可能であることを上記のASDモデルにおいて見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
現在このエンリッチしたCGE由来細胞をどのようにin vivoに導入するかをもう少し検討していく必要があり、今後細胞移植を目指すという計画上では、やや遅れをとる懸念も出てきたが、大変重要なことに、移植でなくとも抑制性ニューロンサブタイプをin vivoで分化誘導し、ASDモデルで上記の抑制性ニューロンサブタイプの減少をNotchシグナルの薬理学的操作でレスキューすることが可能であることが判明した。これは今後のASDの新生児医療のシーズ創出につながる可能性があり、現在ASD症状の改善が可能かどうかの検討を新たにスタートさせている。
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| Strategy for Future Research Activity |
細胞移植という観点にとらわれず、新たにin vivoでの抑制性ニューロンの増殖分化誘導のアプローチの可能性を検討していくことが実践的なASD治療の確立につながる最善の方策かもしれない。したがって最終年度には移植アプローチに加え、ASDモデルでのVIPニューロン分化障害を薬理学的にレスキューすることによって、社会性行動異常や常同行動などの中核的なASD症状の改善がどれだけ可能なのかを並行して検討していく。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
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[Journal Article] Inositol pyrophosphate profiling reveals regulatory roles of IP6K2-dependent enhanced IP7 metabolism in the enteric nervous system2023
Author(s)
Masatoshi Ito, Natsuko Fujii, Saori Kohara, Shuho Hori, Masayuki Tanaka, Christopher Wittwer, Kenta Kikuchi, Takatoshi Iijima, Yu Kakimoto, Kenichi Hirabayashi, Daisuke Kurotaki, Henning J Jessen, Adolfo Saiardi, Eiichiro Nagata
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Journal Title
Journal of Biological Chemistry
Volume: 299 (3)
Issue: 3
Pages: 102928-102928
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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