iPS細胞の分化系の技術開発および独自の統合失調症多発家系患者の分子病態解析

• Project Area: Unraveling micro-endophenotypes of psychiatric disorders at the molecular, cellular and circuit levels.
• Project/Area Number: 15H01286
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 中澤 敬信 大阪大学, 歯学研究科, 准教授 (00447335)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000); Fiscal Year 2016: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2015: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
• Keywords: iPS細胞 / 統合失調症 / 精神疾患 / 疾患iPS細胞 / クロザピン / 抗精神病薬 / 多発家系

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、患者由来神経細胞を直接的に扱うことが可能となるiPS細胞技術を利用して統合失調症発症の分子病態の一端を明らかにすることを目的とした研究を実施し、以下の成果を得た。
１）前年度の研究で、iPS細胞を神経細胞に分化させる系の改良を実施し、電気生理学的解析に適している神経細胞の分化方法を確立した。本年度は、その系を利用し、独自に見いだしている統合失調症の多発家系患者由来の神経細胞の電気生理学的解析を実施し、患者細胞で、mIPSCのamplitudeに異常があることを見いだした。
２）前年度までの研究で、一卵性双生児の治療抵抗性統合失調症患者（片方の患者のみクロザピンが効果的であった）のクロザピン応答性不一致の分子基盤として、プロトカドヘリンといった細胞接着因子群の発現が、患者間で有意に異なることを見いだしていた。本年度は、さらに４人の治療抵抗性統合失調症患者（２人はクロザピンが効果的、２人はクロザピンに応答しない）からiPS細胞を樹立し、分化神経細胞を用いて、RNA発現解析を実施した。その結果、すでに同定していた細胞接着因子群のうち一部の遺伝子に関して、一卵性双生児患者でみられたクロザピンが有効な患者と効果的ではなかった患者間の遺伝子発現の相違の再現性が確認された。一卵性双生児由来の神経細胞における細胞接着因子群の機能を解析することを目的として、神経細胞の形態観察を実施したところ、患者間でdendriteの長さの総和（細胞当たり）に差があることを見いだした。
３）前年度までの研究で、ARHGAP33が統合失調症と関連していることを見いだしていた。本年度は、ARHGAP33やSORT1といった細胞内蛋白質輸送に関与する分子群の機能解析をiPS由来分化神経細胞で実施するための系の構築を実施した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Effect of Clozapine on DNA Methylation in Peripheral Leukocytes from Patients with Treatment-Resistant Schizophrenia. (2017)
  • Author(s): Kinoshita M, Numata S, Tajima A, Yamamori H, Yasuda Y, Fujimoto M, Watanabe S, Umehara H, Shimodera S, Nakazawa T, Kikuchi M, Nakaya A, Hashimoto H, Imoto I, Hashimoto R, Ohmori T.
  • Journal Title: Int J Mol Sci. Volume: 18 Issue: 3 Pages: 632-632
  • DOI: 10.3390/ijms18030632
  • NAID: 120006535029
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Differential gene expression profiles in neurons generated from lymphoblastoid B-cell line-derived iPS cells from monozygotic twin cases with treatment-resistant schizophrenia and discordant responses to clozapine. (2017)
  • Author(s): Nakazawa T, Kikuchi M, Ishikawa M, Yamamori H, Nagayasu K, Matsumoto T, Fujimoto M, Yasuda Y, Fujiwara M, Okada S, Matsumura K, Kasai A, Hayata-Takano A, Shintani N, Numata S, Takuma K, Akamatsu W, Okano H, Nakaya A, Hashimoto H, Hashimoto R.
  • Journal Title: Schizophr Res. Volume: 181 Pages: 75-82
  • DOI: 10.1016/j.schres.2016.10.012
  • NAID: 120007037467
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Double In situ Hybridization for MicroRNAs and mRNAs in Brain Tissues. (2016)
  • Author(s): Kasai A, Kakihara S, Miura H, Okada R, Hayata-Takano A, Hazama K, Niu M, Shintani N, Nakazawa T, Hashimoto H.
  • Journal Title: Front Mol Neurosci. Volume: 9 Pages: 126-126
  • DOI: 10.3389/fnmol.2016.00126
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Critical involvement of the orbitofrontal cortex in hyperlocomotion induced by NMDA receptor blockade in mice. (2016)
  • Author(s): Seiriki K, Kasai A, Kuwaki T, Nakazawa T, Yamaguchi S, Hashimoto H.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: 480 Issue: 4 Pages: 558-563
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.10.089
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Involvement of Brain-Enriched Guanylate Kinase-Associated Protein (BEGAIN) in Chronic Pain after Peripheral Nerve Injury. (2016)
  • Author(s): Katano T, Fukuda M, Furue H, Yamazaki M, Abe M, Watanabe M, Nishida K, Yao I, Yamada A, Hata Y, Okumura N, Nakazawa T, Yamamoto T, Sakimura K, Takao T, Ito S.
  • Journal Title: eNeuro. Volume: 3 Issue: 5 Pages: 0110-16
  • DOI: 10.1523/eneuro.0110-16.2016
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Prostaglandin D2 signaling mediated by the CRTH2 receptor is involved in MK-801-induced cognitive dysfunction. (2016)
  • Author(s): Onaka Y, Shintani N, Nakazawa T, Kanoh T, Ago Y, Matsuda T, Hashimoto R, Ohi K, Hirai H, Nagata KY, Nakamura M, Kasai A, Hayata-Takano A, Nagayasu K, Takuma K, Ogawa A, Baba A, Hashimoto H.
  • Journal Title: Behav Brain Res. Volume: 314 Pages: 477-486
  • DOI: 10.1016/j.bbr.2016.07.050
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Phosphorylation of NMDA receptor GluN2B subunit at Tyr1472 is important for trigeminal processing of itch. (2016)
  • Author(s): Inoue A, Uchida H, Nakazawa T, Yamamoto T, Ito S.
  • Journal Title: Eur J Neurosci. Volume: 44 Issue: 7 Pages: 2474-2482
  • DOI: 10.1111/ejn.13337
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] De novo POGZ mutations in sporadic autism disrupt the DNA-binding activity of POGZ. (2016)
  • Author(s): Matsumura K, Nakazawa T, Nagayasu K, Gotoda-Nishimura N, Kasai A, Hayata-Takano A, Shintani N, Yamamori H, Yasuda Y, Hashimoto R, Hashimoto H .
  • Journal Title: Journal of Molecular Psychiatry Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Emerging roles of ARHGAP33 in intracellular trafficking of TrkB and pathophysiology of neuropsychiatric disorders (2016)
  • Author(s): Nakazawa T, Hashimoto R, Sakoori K, Sugaya Y, Tanimura A, Hashimotodani Y, Ohi K, Yamamori H, Yasuda Y, Umeda-Yano S, Kiyama Y, Konno K, Inoue T, Yokoyama K, Inoue T, Numata S, Ohnuma T, Iwata N, Ozaki N, Hashimoto H, Watanabe M, Manabe T, Yamamoto T, Takeda M, Kano M.
  • Journal Title: Nat Communications Volume: 7 Issue: 1 Pages: 10594
  • DOI: 10.1038/ncomms10594
  • NAID: 120006535052
  • URL: https://tokushima-u.repo.nii.ac.jp/records/2005585
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Whole-exome sequencing and neurite outgrowth analysis in autism spectrum disorder. (2015)
  • Author(s): Hashimoto R, Nakazawa T, Tsurusaki Y, Yasuda Y, Nagayasu K, Matsumura K, Kawashima H, Yamamori H, Fujimoto M, Ohi K, Umeda-Yano S, Fukunaga M, Fujino H, Kasai A, Hayata-Takano A, Shintani N, Takeda M, Matsumoto N, Hashimoto H.
  • Journal Title: Journal of Human Genetics Volume: 61 Issue: 3 Pages: 199-206
  • DOI: 10.1038/jhg.2015.141
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] CNS創薬を支援する疾患モデルの開発 (2017)
  • Author(s): 橋本均、笠井淳司、中澤敬信
  • Organizer: 日本安全製薬理研究会 第8回学術年会
  • Place of Presentation: 東京都文京区 東京大学講堂
  • Year and Date: 2017-02-10
  • Invited
• [Presentation] ASD-associated de novo mutations in POGZ impair the DNA-binding activity of POGZ (2016)
  • Author(s): Nakazawa T, Matsumura K, Nagayasu K, Kasai A, Hayata-Takano A, Shintani N, Takuma K, Yamamori H, Yasuda Y, Hashimoto R, Hashimoto H
  • Organizer: 55th Annual Meeting, ACNP
  • Place of Presentation: Diplomat Resort & Spa, Hollywood, Florida, Hollywood FL USA
  • Year and Date: 2016-12-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] iPS細胞を用いたクロザピン反応性のメチル化解析 (2016)
  • Author(s): 沼田周助、菊地正隆、中澤敬信、橋本亮太
  • Organizer: 第26回 日本臨床精神神経薬理学会
  • Place of Presentation: 大分県大分市 ホルトホール大分
  • Year and Date: 2016-11-17
  • Invited
• [Presentation] iPS細胞関連技術を用いた統合失調症患者のクロザピン応答性の個人間の相違の分子機構解析 (2016)
  • Author(s): 中澤敬信、橋本亮太、橋本均
  • Organizer: 第46回 日本神経精神薬理学会年会
  • Place of Presentation: 韓国ソウル市 COEX
  • Year and Date: 2016-07-02
  • Invited
• [Presentation] iPS細胞関連技術を用いたクロザピン応答性の分子基盤解析 (2016)
  • Author(s): 藤原幹也、菊地正隆、永安一樹、中澤敬信、山森英長、笠井淳司、早田敦子、新谷紀人、藤本美智子、
  • Organizer: 第89回 日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県川崎市）
  • Year and Date: 2016-03-09
• [Presentation] 統合失調症関連遺伝子のマウス脳における発現解析 (2016)
  • Author(s): 岩田晋平、松村憲佑、永安一樹、馬場優志、笠井淳司、早田敦子、新谷紀人、田熊一敞、中澤敬信、 橋本均
  • Organizer: 第130回日本薬理学会近畿部会
  • Place of Presentation: 京都府京都市 京都大学講堂
• [Presentation] 自閉症の疾患特異的候補遺伝子の機能的スクリーニング (2015)
  • Author(s): 松村憲佑、橋本亮太、中澤敬信、鶴崎美徳、安田由華、永安一樹、川島和、山森英長、藤本美智子、
  • Organizer: 第38回日本神経科学会大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Remarks] 大阪大学大学院薬学研究科神経薬理学分野
  • URL: http://molpharm.umin.jp/
• [Remarks] 大阪大学大学院歯学研究科薬理学教室
  • URL: http://web.dent.osaka-u.ac.jp/~pharm/
• [Remarks] 統合失調症発症のカギを解明 阪大グループ、特定タンパク質が影響 治療薬開発に道
  • URL: http://www.sankei.com/west/news/160204/wst1602040010-n1.html
• [Remarks] 物質輸送のタンパク質不足、統合失調症の発症リスク増
  • URL: http://www.nikkei.com/article/DGXLZO96890970T00C16A2000000/
• [Remarks] 神経細胞内:たんぱく質移動分子欠けると脳機能障害 阪大がマウス実験 統合失調症新薬に道
  • URL: http://mainichi.jp/auth/guide.php?url=%2Farticles%2F20160204%2Fddn%2F008%2F040%2F031000c
• [Remarks] 細胞内タンパク質輸送の異常が記憶・学習等の脳高次機能に障害を与える分子メカニズムを発見
  • URL: http://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2016/20160203_1