Effect of carbonyl stress on neural differentiation and development

• Project/Area Number: 25861037
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Psychiatric science
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: TOYOSHIMA Manabu 独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 基礎科学特別研究員 (90582750)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2014: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2013: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 統合失調症 / カルボニルストレス / 終末糖化産物 / iPS細胞 / 神経発達 / AGEs / GLO1

Outline of Final Research Achievements

In this study, we have focused on the relationship between carbonyl stress and abnormal neural differentiation and development in schizophrenic patient, examined the influence of advanced glycation end products (AGEs) on neural differentiation efficiencies by using iPS cells derived from the schizophrenia patients. Patients iPS cells showed specific AGEs compared to control iPSC. We have found that there is a specificity in proteins that preferentially react with AGEs. We differentiated iPS cells into neurospheres. Neural differentiation efficiencies were decreased in patients iPS cells. Inhibition of carbonyl stress allowed patients neurospheres to recover from decrease in neural differentiation efficiencies.

Research Products

• [Journal Article] 22q11.2 deletion carriers and schizophrenia-associated novel variants (2014)
  • Author(s): Balan S, Iwayama Y, Toyota T, Toyoshima M, Maekawa M, Yoshikawa T
  • Journal Title: Br J Psychiatry Volume: 204 Issue: 5 Pages: 398-399
  • DOI: 10.1192/bjp.bp.113.138420
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Utility of Scalp Hair Follicles as a Novel Source of Biomarker Genes for Psychiatric Illnesses. (2014)
  • Author(s): Maekawa M, Yamada K, Toyoshima M, Ohnishi T, Iwayama Y, Shimamoto C, Toyota T, Nozaki Y, Balan S, Matsuzaki H, Iwata Y, Suzuki K, Miyashita M, Kikuchi M, Kato M, Okada Y, Akamatsu W, Mori N, Owada Y, Itokawa M, Okano H, Yoshikawa T.
  • Journal Title: Biological Psychiatry Volume: 3223 Issue: 2 Pages: 00570-00578
  • DOI: 10.1016/j.biopsych.2014.07.025
  • NAID: 40020643113
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Increased l1 retrotransposition in the neuroral genome in schizophrenia. (2014)
  • Author(s): Miki Bundo, Manabu Toyoshima, Yohei Okada, Wado Akamatsu, Junko Ueda, Taeko Nemoto-Miyauchi, Fumiko Sunaga, Michihiro Toritsuka, Daisuke Ikawa, Akiyoshi Kakita, Motoichiro Kato, Kiyoto Kasai, Toshifumi Kishimoto, Hiroyuki Nawa, Hideyuki Okano, Takeo Yoshikawa, Tadafumi Katoemail, Kazuya Iwamoto
  • Journal Title: Neuron Volume: 81 Issue: 2 Pages: 306-313
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2013.10.053
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 統合失調症特殊例の神経発達・神経分化における分子病態解析 (2015)
  • Author(s): 豊島学, 岡田洋平, 赤松和土, 糸川昌成, 岡野栄之, 吉川武男
  • Organizer: 第10回日本統合失調症学会
  • Place of Presentation: 都市センターホテル（東京）
  • Year and Date: 2015-03-27 – 2015-03-28
• [Presentation] 統合失調症の神経発達障害におけるmiRNAの発現変化の影響 (2014)
  • Author(s): 豊島学, 岡田洋平, 赤松和土, 岡野栄之, 吉川武男
  • Organizer: 第41回日本脳科学会
  • Place of Presentation: 福井県県民ホール（福井）
  • Year and Date: 2014-11-22 – 2014-11-23
• [Presentation] iPS細胞を用いた統合失調症特殊例の分子病態解析 (2014)
  • Author(s): 豊島学
  • Organizer: 第24回日本臨床精神神経薬理学会・第44回日本神経精神薬理学会 合同年会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（名古屋）
  • Year and Date: 2014-11-20 – 2014-11-22
  • Invited
• [Presentation] miRNAの発現変化による神経細胞分化への影響 (2014)
  • Author(s): 豊島学, 岡田洋平, 赤松和土, 岡野栄之, 吉川武男
  • Organizer: 第36回日本生物学的精神医学会・第57回日本神経化学会大会 合同年会
  • Place of Presentation: 奈良県文化会館（奈良）
  • Year and Date: 2014-09-29 – 2014-10-01
• [Presentation] カルボニルストレスが関与する統合失調症の病因解明 (2014)
  • Author(s): 豊島学, 岡田洋平, 赤松和土, 糸川昌成, 岡野栄之, 吉川武男
  • Organizer: 新学術領域マイクロ精神病態若手交流研究会
  • Place of Presentation: 群馬県安中市（ホテル磯部ガーデン）
• [Presentation] 疾患由来iPS 細胞を用いたカルボニルストレス性統合失調症の病因解明 (2014)
  • Author(s): 豊島学, 岡田洋平, 赤松和土, 糸川昌成, 岡野栄之, 吉川武男
  • Organizer: 第9回統合失調症学会
  • Place of Presentation: 京都 （京都テルサ）
• [Presentation] 統合失調症を併発した22q11.2欠失症候群患者由来のiPS細胞を用いたトランスクリプトーム解析 (2013)
  • Author(s): 豊島学, 市川智恵 岡田洋平, 赤松和土, 糸川昌成, 岡野栄之, 吉川武男
  • Organizer: 第36回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 京都 （京都国際会議場）
• [Presentation] Effect of carbonyl stress on neural differentiation and development (2013)
  • Author(s): Manabu Toyoshima, Yohei Okada, Wado Akamatsu, Masanari Itokawa, Hideyuki Okano, Takeo Yoshikawa
  • Organizer: 包括型脳科学研究推進支援ネットワーク 夏のワークショップ
  • Place of Presentation: 名古屋 （名古屋国際会議場）
• [Presentation] Transcriptome analyses of human induced pluripotent stem cells from 22q11.2 deletion syndrome patients with schizophrenia
  • Author(s): Manabu Toyoshima, Tomoe Ichikawa, Yohei Okada, Wado Akamatsu, Masanari Itokawa, Hideyuki Okano, Takeo Yoshikawa
  • Organizer: 第6回MCCS-Asiaシンポジウム
  • Place of Presentation: 京都 （京都国際会議場）
• [Presentation] iPS 細胞を用いたカルボニルストレス性統合失調症の病因解析
  • Author(s): 豊島学, 前川素子, 大西哲生, 岡田洋平, 赤松和土, 糸川昌成, 岡野栄之
  • Organizer: 第46回精神神経系薬物治療報告会
  • Place of Presentation: 大阪 (千里ライフサイエンスセンタービル)