| Project/Area Number |
23K21074
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| Project/Area Number (Other) |
21H01786 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 28050:Nano/micro-systems-related
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| Research Institution | Musashino University |
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Principal Investigator |
根岸 みどり (加藤みどり) 武蔵野大学, 薬学部, 助教 (30300750)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
澤山 淳 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 技術専門職員 (30580592)
森本 雄矢 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (60739233)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
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| Keywords | マイクロ加工 / 神経 / ALS |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、「筋萎縮性側索硬化症(ALS)の発症原因解明と治療薬開発に向けたヒト運動ニューロン-骨格筋アレイ」を作成し、運動神経変性と接続する筋肉の収縮力変化を評価するシステムを創出する。運動ニューロンはヒトiPS細胞から分化誘導したものを利用する。また神経細胞の変性はウイルスでGFP標識することで可視化し、タイムラプスシステムで長期間神経細胞の変性過程を観察する。あわせて動作解析ソフトを利用してハイスピードカメラなどで撮影された映像データを定量解析することで、骨格筋収縮力変化を計測する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、 ALS疾患で問題となっている局所的な運動ニューロン障害の原因を突き止め、治療薬開発を進めるため「特定の運動ニューロンを効率良く培養する手法を確立し、薬剤スクリーニング用のヒト運動ニューロン-骨格筋アレイ」構築することを目的としている。昨年度までに開発してきたひも形状に作製された3次元神経組織を96 well plateにアレイ化する技術を利用して、神経細胞、神経幹細胞、癌細胞などの細胞から作製される３次元組織を利用して、薬物を評価するためのドラッグスクリーニング系を確立した。本系では、直径150 μm以下のひも形状組織を利用するため、これまで３次元組織のドラッグスクリーニングの問題となってきた組織内部の酸素欠乏・栄養欠乏による細胞死を防ぐことが可能となった。さらに本系を利用すれば、２次元培養では難しい生体内と類似した３次元組織での薬物評価を使用する細胞を変えることで行うことができると考えられる。この成果は、本成果は国際学会、国内の学会で発表され、Scientific Reportsにも掲載された。
ヒトiPS細胞から作製した運動ニューロンとC2C12細胞や、ヒト骨格筋との共培養を行うためのデバイスの開発と運動ニューロンのひも形状の３次元組織の作製、神経細胞の細胞体を保持したまま軸索だけを選択的に伸展させるアルギン酸の作製に取り組んだ。ひも形状の組織からアルギン酸シェルを介して軸索だけを選択的に外部に伸展させることに成功し、共培養では筋肉が太く、多核化も観察され、運動ニューロンから伸展した軸索が筋肉と神経筋接合部を形成していることも確認できた。
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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
ひも形状に作製された3次元神経組織のアレイを利用したドラッグスクリーニング系の開発に成功し、その成果をさまざまな学会で発表、学術論文への掲載もできたため本研究はおおむね順調に進行していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、開発したドラックスクリーニング系を改良し、iPS細胞由来の運動ニューロンとヒト筋肉細胞の共培養系を利用した薬理応答の観察を行う
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