2021 Fiscal Year Annual Research Report
Identification and characterization of brain disorder-related singularity cells by whole-brain imaging
| Project Area | Singularity biology |
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| Project/Area Number |
18H05416
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
橋本 均 大阪大学, 薬学研究科, 教授 (30240849)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中澤 敬信 東京農業大学, 生命科学部, 教授 (00447335)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| Keywords | シンギュラリティ細胞 / シンギュラリティ現象 / 脳疾患 / 高精細組織全細胞イメージング / ビッグデータ解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
精神疾患等の脳疾患は、少数の細胞群の活動異常の蓄積に環境要因等が加わるという、シンギュラリティ現象の破綻により引き起こされる可能性が考えられるが、少数の細胞群の機能異常がどのように脳の広い領域に影響をあたえ、個体の精神活動を変化させるのかは不明である。これらの課題に取り組むため、本年度は以下の研究を実施した。
1.疾患モデルマウスのシンギュラリティ細胞の特性解析
これまで精神的なストレス負荷後の全脳全細胞解析により、ストレスによる不安応答を制御するごく少数の細胞集団を同定している。本年度は、そのシンギュラリティ候補細胞の特性評価のため、カテコラミンシグナル阻害薬を用いた薬理学的実験および活動操作時の全脳活動マッピングを実施し、ストレス誘発不安関連行動を再現する脳状態にあることを明らかにした。
2.シンギュラリティ細胞や脳疾患の起点の解析のための基盤技術開発
全脳全細胞イメージング装置FASTを改良し、高精細化のためのｚ軸の位置精度向上に向けた改良を行った。また昨年度までに、脳疾患マウスモデルに関連する患者および健常者のiPS細胞を用いた３次元細胞培養系の構築を実施したが、クローンによって細胞の成熟度にばらつきがあることが明らかになった。成熟度が悪いクローンに関して、その原因を探ったところ、iPS細胞の段階での細胞の増殖性に問題があることが示唆された。増殖性が悪いクローンに関しては、Essential8培地やStem Fit培地などを用いて増殖性の改善を指標に培養条件を決定し、健常者６ライン、POGZ点変異患者3ライン、3q29欠失変異患者3ラインの調製を完了させた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
脳疾患のシンギュラリティ候補細胞の特性評価およびシンギュラリティ細胞の探索のための基盤技術が着実に進歩しているため
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き脳疾患に関与するシンギュラリティ細胞の解析を実施するとともに、脳疾患の起点を規定する分子基盤解析に向けた技術開発を行う。また、本領域で構築したAMATERASを用いたシンギュラリティ現象を探索するなど、積極的な領域内連携を進める。
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