Analysis of pre-aggregation early pathology of neurodegenerative disorders in iPSC-derived neurons

• Project Area: Prevention of brain protein aging and dementia
• Project/Area Number: 17H05707
• 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: Aichi Medical University
• Principal Investigator: 岡田 洋平 愛知医科大学, 医学部, 准教授 (30383714)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2017: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 疾患特異的iPS細胞 / 球脊髄性筋萎縮症 / 早期病態 / 変異タンパク凝集 / 凝集体形成 / 異常タンパク凝集

Outline of Annual Research Achievements

(1) 変異AR凝集体形成に依存しない早期病態に関与する病態関連分子の同定
SBMA疾患特異的iPS細胞を運動ニューロンへと分化誘導し、早期の病態変化を再現する疾患モデルを作製した。このモデルを用いたトランスクリプトーム解析により、複数の早期病態関連分子を同定した。同定した分子群は、モデルマウス脊髄でも同様の発現変化を示し、また複数の患者由来運動ニューロンにおいて同様の発現変化を示した。さらに、ストレス負荷により患者由来運動ニューロンにおける発現変化が増強したこと、これらの分子が健常者由来運動ニューロンにおける表現型を再現したことから、SBMAの病態への関与が示唆された。現在、患者iPS細胞由来運動ニューロンにおけるノックダウンや、同定した分子の下流シグナルの阻害剤によるレスキュー実験を進めており、早期の分子病態の解明を進めるとともに、治療標的としての意義を検討している。
(2)早期病態を標的としたバイオマーカーの探索
同定した早期病態関連分子に着目し、SBMAの早期病態や治療効果の指標となり得る新たなバイオマーカーの探索を進めている。今後、患者検体を用いた解析を進めていく予定である。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Open-Chamber Co-Culture Microdevices for Single-Cell Analysis of Skeletal Muscle Myotubes and Motor Neurons with Neuromuscular Junctions (2019)
  • Author(s): Nao Yamaoka、Shimizu Kazunori、Yu Imaizumi、Takuji Ito、Yohei Okada、Hiroyuki Honda
  • Journal Title: BioChip Journal Volume: in press Issue: 2 Pages: 127-132
  • DOI: 10.1007/s13206-018-3202-3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ゲノム編集を用いた神経変性疾患の病態解明と治療法開発 (2018)
  • Author(s): 田中智史、今釜史郎、石黒直樹、岡田洋平
  • Journal Title: 整形外科 Volume: 69 Pages: 922-922
• [Journal Article] ES細胞由来運動神経細胞移植による末梢神経の運動機能再建 (2018)
  • Author(s): 新海宏明、丹羽智史、佐伯将臣、平田仁、岡田洋平
  • Journal Title: 整形外科 Volume: 69 Pages: 1322-1322
• [Journal Article] 疾患特異的iPS細胞を用いた神経変性疾患の病態解析・創薬研究 (2018)
  • Author(s): 岡田洋平、祖父江元
  • Journal Title: Clinical Neuroscience Volume: 36 Pages: 328-332
• [Journal Article] Correlation of insulin resistance and motor function in spinal and bulbar muscular atrophy. (2017)
  • Author(s): Nakatsuji H, Araki A, Hashizume A, Hijikata Y, Yamada S, Inagaki T, Suzuki K, Banno H, Suga N, Okada Y, Ohyama M, Nakagawa T, Kishida K, Funahashi T, Shimomura I, Okano H, Katsuno M, Sobue G.
  • Journal Title: J Neurol. Volume: in press Issue: 5 Pages: 839-847
  • DOI: 10.1007/s00415-017-8405-3
  • NAID: 120006331845
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Teratoma Formation Assay for Assessing Pluripotency and Tumorigenicity of Pluripotent Stem Cells (2017)
  • Author(s): Miyawaki Shingo、Okada Yohei、Okano Hideyuki、Miura Kyoko
  • Journal Title: BIO-PROTOCOL Volume: 7 Issue: 16
  • DOI: 10.21769/bioprotoc.2518
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 難治性神経変性疾患における治療開発～患特異的iPS細胞を用いた神経疾患モデルの構築と治療薬の開発 (2017)
  • Author(s): 岡田洋平、祖父江元
  • Journal Title: トランスレーショナルリサーチを支援する遺伝子医学MOOK Volume: 32 Pages: 110-116
• [Presentation] 疾患特異的iPS細胞を用いた神経変性疾患の早期病態の解明 (2019)
  • Author(s): 岡田洋平、小野寺一成、依田真由子、伊藤卓治、岡田梨奈、勝野雅央、道勇学、祖父江元、岡野栄之
  • Organizer: 新学術領域「脳たんぱく質老化と認知症制御」第9回班員会議
• [Presentation] 疾患特異的iPS細胞を用いた球脊髄性筋萎縮症の病態解明と新規治療標的の探索 (2019)
  • Author(s): 岡田洋平
  • Organizer: 2018年度6事業合同成果報告会「疾患克服への挑戦2018」
• [Presentation] 末梢神経損傷におけるヒトiPS細胞由来運動神経前駆細胞を用いた運動機能再建 (2019)
  • Author(s): 丹羽智史、佐伯将臣、新海宏明、栗本秀、平田仁、岡田洋平
  • Organizer: 第18回日本再生医療学会総会
• [Presentation] 疾患iPS細胞による神経・筋共培養を活用した新たな病態解析システムの構築 (2019)
  • Author(s): 伊藤卓治、田中智史、下門大祐、道勇学、岡野栄之、岡田洋平
  • Organizer: 第18回日本再生医療学会総会
• [Presentation] マイクロデバイスを用いたヒトiPS由来運動神経細胞と骨格筋細胞の三次元共培養 (2019)
  • Author(s): 山岡奈央、清水一憲、今泉裕、伊藤卓治、岡田洋平、本多裕之
  • Organizer: 第18回日本再生医療学会総会
• [Presentation] Controversy3 PDの病態はiPS細胞で再現できるか ― Yes － (2018)
  • Author(s): 岡田洋平
  • Organizer: 第12回パーキンソン病・運動障害疾患コングレス
  • Invited
• [Presentation] iPS細胞を用いた神経疾患研究 (2018)
  • Author(s): 岡田洋平
  • Organizer: 第66回 脳の医学生物学研究会
  • Invited
• [Presentation] Pathophysiological analysis of spinal and bulbar muscular atrophy using disease-specific iPSCs (2018)
  • Author(s): Onoderea K, Ito T, Shimojo D, Ishihara Y, Doyu M, Katsuno M, Okano H, Sobue G, Okada Y.
  • Organizer: 第59回日本神経学会学術大会
• [Presentation] Pathophysiological analysis of Spinal-bulbar muscular atrophy using disease specific iPSCs. (2018)
  • Author(s): Okada Y， Onodera K， Ito T, Shimojo D, Okada R, Ishihara Y，Tanaka S, Katsuno M，Doyu M， Sobue G，Okano H.
  • Organizer: ISSCR 2018 Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Establishment of iPSC-derived neuromuscular models for the analysis of non-cell autonomousneurodegeneration in motor neuron diseases. (2018)
  • Author(s): Ito T, Tanaka S, Shimojo D, Doyu M, Okano H, Okada Y.
  • Organizer: ISSCR 2018 Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 疾患特異的iPS細胞を用いた神経変性疾患の早期病態の解明 (2018)
  • Author(s): 岡田洋平、小野寺一成、依田真由子、伊藤卓治、勝野雅央、道勇学、祖父江元、岡野栄之
  • Organizer: 新学術領域「脳たんぱく質老化と認知症制御」第8回班員会議・第4回リトリート
• [Presentation] iPS細胞を用いた神経筋接合部可視化システムおよび機能評価系の構築 (2018)
  • Author(s): 伊藤卓治、田中智史、下門大祐、道勇学、岡野栄之、岡田洋平
  • Organizer: 新学術領域「脳たんぱく質老化と認知症制御」第8回班員会議・第4回リトリート
• [Presentation] 疾患特異的iPS細胞を用いた神経変性疾患の早期病態の解析 (2018)
  • Author(s): 岡田洋平、小野寺一成、伊藤卓治、岡田梨奈、勝野雅央、道勇学、祖父江元、岡野栄之
  • Organizer: 新学術領域「脳たんぱく質老化と認知症制御」第７回班員会議
• [Presentation] Pathophysiological analysis of spinal-bulbar muscular atrophy using disease specific iPSCs (シンポジウム） (2017)
  • Author(s): Okada Y, Onodera K，Ito T, Shimojo D, Ishihara Y, Tanaka S, Katsuno M，Doyu M，Sobue G，Okano H
  • Organizer: Society for Neuroscience Annual Meeting, Neuroscience
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 疾患特異的iPS細胞を用いた球脊髄性筋萎縮症の病態解析と新規治療法の開発研究 (招待講演） (2017)
  • Author(s): 岡田洋平
  • Organizer: 愛知県特定疾患研究協議会、平成29年度難病教育講演会
  • Invited
• [Presentation] 疾患特異的iPS細胞を用いた神経変性疾患の早期病態の解明 (2017)
  • Author(s): 岡田洋平、小野寺一成、伊藤卓治、李家?、岡田梨奈、勝野雅央、道勇学、祖父江元、岡野栄之
  • Organizer: 新学術領域「脳たんぱく質老化と認知症制御」第６回班員会議
• [Presentation] iPS細胞を用いた神経筋接合部可視化システムの構築 (2017)
  • Author(s): 伊藤卓治、田中智史、下門大祐、道勇学、岡野栄之、岡田洋平
  • Organizer: 新学術領域「脳たんぱく質老化と認知症制御」第６回班員会議
• [Presentation] 疾患特異的iPS細胞を用いた球脊髄性筋萎縮症（SBMA）の病態解析 (2017)
  • Author(s): 小野寺一成、下門大祐、石原康晴、道勇学、勝野雅央、祖父江元、岡野栄之、岡田洋平
  • Organizer: 第40回日本神経科学大会
• [Presentation] 神経筋接合部のライブセルイメージング (2017)
  • Author(s): 伊藤卓治、田中智史、下門大祐、道勇学、岡野栄之、岡田洋平
  • Organizer: 第40回日本神経科学大会
• [Presentation] ゲノム編集を用いた骨格筋における球脊髄性筋萎縮症（SBMA）の病態解析 (2017)
  • Author(s): 田中智史、伊藤卓治、太田明伸、曽根岳史、下門大祐、今釜史郎、細川好孝、道勇学、岡野栄之、岡田洋平
  • Organizer: 第40回日本神経科学大会
• [Presentation] ヒトiPS細胞由来運動神経細胞移植による末梢神経における運動機能の再建 (2017)
  • Author(s): 丹羽智史、新海宏明、小野寺一成、伊藤卓司、田中智史、李家?、栗本秀、中野智則、道勇学、平田仁、岡田洋平
  • Organizer: 第40回日本神経科学大会
• [Presentation] 低酸素がヒトiPS細胞由来神経系前駆細胞の分化成熟に与える影響 (2017)
  • Author(s): 岡田洋平、李家イ、岡田梨奈、小野寺一成、伊藤卓司、岡野ジェイムズ洋尚、勝野雅央、道勇学、岡野栄之、祖父江元
  • Organizer: 第40回日本神経科学大会
• [Presentation] The analysis of neuromuscular pathology of spinal-bulbar muscular atrophy using iPSC-derived disease model (2017)
  • Author(s): Okada Y, Ito T, Tanaka T, DShimojo D, Onodera K, Katsuno M, Okano H, Sobue G, Doyu D
  • Organizer: 第23回世界神経学会議・第58回日本神経学会学術大会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Pathophysiological analysis of spinal and bulbar muscular atrophy using disease-specific iPSCs. (2017)
  • Author(s): Onodera K, Shimojo D, Ishihara Y, Doyu M, Okano H, Katsuno M, Sobue G, Okada Y
  • Organizer: 第23回世界神経学会議・第58回日本神経学会学術大会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Therapeutic approach for neurodegenerative diseases focusing on early pathogenesis and disease accelerating factors using disease specific iPSCs (2017)
  • Author(s): Okada Y, Onodera K, Ito T, Shimojo D, Katsuno M, Doyu M, Sobue G, Okano H
  • Organizer: 新学術領域研究「脳タンパク質老化と認知症制御」第2回国際シンポジウム
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Pathophysiological analysis of skeletal muscles in spinal bulbar muscular atrophy by genome editing of CAG repeats (2017)
  • Author(s): Tanaka S, Ito T, Ota A, Sone T, Shimojo D, Imagama S, Hosokawa Y, Doyu M, Okano H, Okada Y
  • Organizer: Society for Neuroscience Annual Meeting, Neuroscience
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Establishment of iPSC-derived neuromuscular models for pathological analysis and drug screening (2017)
  • Author(s): Ito T, Tanaka S, Shimojo D, Doyu M, Okano H, Okada Y
  • Organizer: Society for Neuroscience Annual Meeting, Neuroscience
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] iPS細胞由来神経筋共培養モデルを用いた神経筋疾患の病態解析 (2017)
  • Author(s): 伊藤卓治、田中智史、下門大祐、道勇学、岡野栄之、岡田洋平
  • Organizer: 第40回日本分子生物学会年会・生命科学系学会合同年次大会
• [Presentation] ゲノム編集を用いた球脊髄性筋萎縮症（SBMA）における骨格筋病態の解析 (2017)
  • Author(s): 田中智史、伊藤卓治、太田明伸、曽根岳史、今釜史郎、細川好孝、岡野栄之、道勇学、岡田洋平
  • Organizer: 第40回日本分子生物学会年会・生命科学系学会合同年次大会
• [Presentation] 低酸素がヒトiPS細胞由来神経系前駆細胞の分化成熟に与える影響 (2017)
  • Author(s): 岡田梨奈、李家イ、小野寺一成、伊藤卓治、勝野雅央、祖父江元、岡野栄之、道勇学、岡野ジェイムズ洋尚、岡田洋平
  • Organizer: 第40回日本分子生物学会年会・生命科学系学会合同年次大会
• [Presentation] 疾患特異的iPS細胞を用いた球脊髄性筋萎縮症（SBMA）の病態解析 (2017)
  • Author(s): 小野寺一成、下門大祐、伊藤卓治、石原康晴、勝野雅央、道勇学、祖父江元、岡野栄之、岡田洋平
  • Organizer: 第40回日本分子生物学会年会・生命科学系学会合同年次大会
• [Book] 神経疾患治療ストラテジー (2017)
  • Author(s): 祖父江元、伊藤卓治、岡田洋平、他
  • Total Pages: 451
  • Publisher: 中山書店
  • ISBN: 9784521745435
• [Remarks]
  • URL: https://researchmap.jp/Yohei_Okada/