Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
てんかんは神経細胞の過剰興奮による発作を病態とする神経疾患であるが、発作の発生機構、予防法、根治療法は未解明である。本研究では、てんかん発作を安定な定常状態から何らかの刺激をトリガーとして異常興奮状態に遷移するシンギュラリティ現象として捉え、計測・解析・介入することで、病態の解明と予防・治療法の開発を目指す。てんかん歴のある患者由来iPS細胞と神経分化技術を組み合わせ、てんかん発作を培養系で再現し、現象を精密に計測し、計測データーを詳細に解析することで発作の発生機構を解明する。さらに培養系への介入・操作による現象の制御を試み、発作の予防・停止・軽減するための手法を探索することを目的とする。
てんかんは神経細胞の過剰興奮による発作を病態とする神経疾患であるが、発作の発生機構の解明は十分ではなく、予防法、根治療法の開発が望まれる。本研究では、てんかん発作を安定な定常状態から何らかの刺激をトリガーとして異常興奮状態に遷移するシンギュラリティー現象としてとらえ、計測・解析・介入することで病態の解明と予防・治療法の開発につなげる事を目指す。てんかん歴のある患者由来iPS細胞を作製し、これに神経分化誘導技術を組みあわせ、てんかん発作を培養下で再現し、現象を精密に計測し、計測データを詳細に解析することで発作の発生機構を解明する。さらに培養系への介入・操作による現象の再現を試み、発作の予防・停止・軽減するための手法を探索することを目的とする。これまでに、てんかん様の自発的神経活動を再現できる３次元脳オルガノイドおよびそれに由来する２次元分散培養系を確立している。本年度は、これら培養系において、神経活動を高い時空間分解能で検出するために、カルシウムおよび膜電位イメージング法の導入を行った、piggy bacトランスポゾンシステムにより、tamoxifen誘導型のカルシウムセンサーを安定発現するiPS細胞株を作製し、その株から大脳に分化したオルガノイドでカルシウム信号を計測することに成功した。また神経活動と神経組織構造の関連性を解析するために、脳オルガノイドにおける個々の細胞形態を精密に識別できる手法の開発を行った。任意のタイミングで多色蛍光標識がオンになり細胞形態をイメージングできる手法を開発した。これらの手法をてんかん歴のある患者由来iPS細胞に展開し、オルガノイドにおける表現型の精密解析を実施中である。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2020
All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results, Open Access: 3 results) Presentation (2 results) (of which Invited: 2 results)
Molecular and Cellular Neuroscience
Volume: 107 Pages: 103530-103530
10.1016/j.mcn.2020.103530
Stem Cell Research
Volume: 45 Pages: 101787-101787
10.1016/j.scr.2020.101787
Volume: 45 Pages: 101782-101782
10.1016/j.scr.2020.101782
