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疾患特異的iPS細胞を用いた神経炎症を引き起こすシンギュラリティ現象の解析

Publicly Offered Research

Project AreaSingularity biology
Project/Area Number 21H00436
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionKitasato University

Principal Investigator

太田 悦朗  北里大学, 医療衛生学部, 准教授 (60508042)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords疾患iPS細胞 / LRRK2 / タウ / 神経炎症 / パーキンソン病
Outline of Research at the Start

遺伝性パーキンソン病(PD)原因遺伝子のひとつであるLeucine-Rich Repeat Kinase 2(LRRK2)の遺伝子変異では、認知症を併発するPD 患者が多い傾向にあり、認知症の発症にも何らかの影響を及ぼすことが考えられる。本研究では、in vitro解析を軸とし、遺伝性PD患者iPS細胞細胞由来神経細胞における変異LRRK2遺伝子のモザイシズム発現およびオリゴマーTauの細胞間伝播を検証する。また、iPSC由来神経前駆細胞移植マウスのin vivo解析から、Tau伝播および細胞外小胞によって誘発される炎症惹起を証明してシンギュラリティ現象による病態解明を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

優性遺伝パーキンソン病(PD)の原因分子であるLeucine-Rich Repeat Kinase 2(LRRK2)に変異をもつ患者は、孤発性PDと類似した特徴を示すことに加え、認知症の併発が一部で報告されている。そのためLRRK2は、認知症の発症にも何らかの影響を及ぼすことが考えられる。本研究では、遺伝性PARK8-PD患者iPSC由来神経細胞における変異LRRK2遺伝子のモザイシズム発現に焦点を当てた研究を展開することによって、シンギュラリティ現象によるオリゴマーTauの伝播およびメンブレントラフィッキング異常や神経炎症について検証した。前年度構築したメンブレントラフィッキングの新規解析法を使用して、PARK8-PD患者iPSC由来神経細胞の後期エンドソーム、リソソームエキソサイトーシスのRab局在解析を行った結果、isogenic-iPSC由来神経細胞に比べ、Rab7、Rab8、Rab10の細胞内局在に差異があることを確認した。さらに、初期エンドソーム、リサイクリングに関連Rab群においても細胞内局在に差異がみられた。また、PARK8-PD患者iPSC由来神経細胞の細胞外小胞を分離抽出し、マウスミクログリア細胞株に添加実験を行った結果、炎症性サイトカインの増加がみられ、神経細胞の細胞外小胞が炎症応答を誘発することを確認した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Nrf2 Expression Is Decreased in LRRK2 Transgenic Mouse Brain and LRRK2 Overexpressing SH-SY5Y Cells2023

    • Author(s)
      Kawakami Fumitaka、Imai Motoki、Tamaki Shun、Ohta Etsuro、Kawashima Rei、Maekawa Tatsunori、Kurosaki Yoshifumi、Ohba Kenichi、Ichikawa Takafumi
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 46 Issue: 1 Pages: 123-127

    • DOI

      10.1248/bpb.b22-00356

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • Year and Date
      2023-01-01
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Jietacin derivative, (Z)-2-(8-oxodec-9-yn-1-yl)-1-vinyldiazene 1-oxide, inhibits TNF-α-mediated inflammatory cytokine and chemokine expression via suppression of p65 phosphorylation and importin β1 expression in synovial cell line SW9822022

    • Author(s)
      Kyoko Muneshige, Yuki Inahashi, Makoto Itakura, Masato Iwatsuki, Tomoyasu Hirose, Gen Inoue, Masashi Takaso, Toshiaki Sunazuka, Yoshihisa Ohashi, Etsuro Ohta, Kentaro Uchida
    • Journal Title

      Pharmaceuticals

      Volume: 16 Issue: 1 Pages: 5-5

    • DOI

      10.3390/ph16010005

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A new approach to analysis of intracellular proteins and subcellular localization using cellprofiler and imageJ in combination2022

    • Author(s)
      Hattori Akito、Ohta Etsuro、Nagai Makiko、Iwabuchi Kazuya、Okano Hideyuki
    • Journal Title

      Methods

      Volume: 203 Pages: 233-241

    • DOI

      10.1016/j.ymeth.2021.04.019

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Analysis of physiological function of mutant LRRK2-expressing microglia2022

    • Author(s)
      Riko Hidai,Akito Hattori,Kana Onodera,Manami Shizu,Miho Shimizu,Yuki Nishigai,Mizuki Hirahara,Saori Fukuda,Masashi Sato,Kazuya Iwabuchi,Etsuro Ohta
    • Organizer
      第51回日本免疫学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] A new approach to analysis of phagocytosis using CellProfiler2022

    • Author(s)
      Akito Hattori, Kana Onodera, Riko Hidai, Manami Shizu, Miho Shimizu, Yuki Nishigai, Mizuki Hirahara, Saori Fukuda, Kazuya Iwabuchi, Hideyuki Okano, Etsuro Ohta
    • Organizer
      第51回日本免疫学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞内輸送関連分子の新規解析手法の開発と病態モデルへの応用2022

    • Author(s)
      服部精人、太田悦朗、永井 真貴子、岩渕 和也、岡野 栄之
    • Organizer
      第60回日本生物物理学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 遺伝性パーキンソン病原因分子LRRK2の疾患特異的変異がミクログリアに及ぼす影響の解析2022

    • Author(s)
      樋代 理子,服部 精人,小野寺 香奈,椎津 愛美,清水 美穂,西海 有希,平原 瑞季,福田 沙織,岩渕 和也,太田 悦朗
    • Organizer
      第16回日本臨床検査学教育学会学術大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] オープンソース画像解析ソフトウェアCellProfilerを用いた免疫担当細胞における貪食能解析ツールの開発2022

    • Author(s)
      小野寺 香奈,服部 精人,樋代 理子,椎津 愛美,清水 美穂,西海 有希,平原 瑞季,福田 沙織,岡野 栄之,太田 悦朗
    • Organizer
      第16回日本臨床検査学教育学会学術大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] The influence of I2020T mutant LRRK2, the causal molecule of familial Parkinson's disease, on intracellular membrane trafficking2022

    • Author(s)
      服部精人、太田悦朗、永井真貴子、樋代理子、岩渕和也、岡野栄之
    • Organizer
      第45回日本神経科学大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of membrane trafficking through Rab proteins in PARK8 iPSC-derived neurons2021

    • Author(s)
      Hattori A, Ohta E, Nagai M, Iwabuchi K, Okano H
    • Organizer
      INTERNATIONAL SOCIETY FOR STEM CELL RESEARCH (ISSCR2021)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 遺伝性パーキンソン病患者iPS 細胞由来神経細胞のRab を介したメンブレントラフィッキングの解析2021

    • Author(s)
      服部精人、太田悦朗、永井 真貴子、岩渕 和也、岡野 栄之
    • Organizer
      第42回日本炎症・再生医学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2023-12-25  

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