2023 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on stem cell differentiation and growth process in neurodegenerative diseases focusing on biometals
| Project Area | Integrated Biometal Science: Research to Explore Dynamics of Metals in Cellular System |
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19H05767
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| Research Institution | Gifu Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
保住 功 岐阜薬科大学, 薬学部, 特命教授 (20242430)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 生命金属 / 神経変性疾患 / 筋萎縮性側索硬化症 / 特発性基底核石灰化症 / iPS細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
全ての生物、細胞にとって必須の生命金属は、その種類や濃度は恒常性が維持されており、その破綻は神経変性疾患を始め、様々な疾患を発症させる要因となる。
ヒト乳歯歯髄幹細胞培養上清 (SHED-CM)が有効であることを筋萎縮性側索硬化症（ALS）患者由来のiPS細胞を使って証明したが、線維芽細胞培養上清と比較して、HSP-70, IGF-1とさらにZnの含量が有意に高いことを新たに見出した。特発性基底核石灰化症（IBGC）の石灰化部位について、頭部CTにて体積測定、経時的変化を画像解析ソフトを使って経時的な解析をした。また、発達期環境は成熟後の疾患発症に対して影響を及ぼす可能性があることから、発達期低亜鉛環境も後天的な疾患発症に関与する可能性がある。そこで、低亜鉛培地におけるin vitro 神経分化系を用い、低亜鉛環境が神経突起伸長に与える影響並びに、その分子メカニズムの検討を行った。低亜鉛処置により神経突起伸長の抑制を確認し、そのメカニズムにGSK3β－CRMP2経路の関与することを初めて見出した。現在、我が国では水俣病を引き起こすような高濃度のメチル水銀 (MeHg) 汚染はない。しかしながら、生物濃縮によってMeHgが蓄積した魚介類の摂取による胎児における低濃度のMeHg曝露影響が懸念されている。LUHMES細胞を用いて神経分化期の低濃度MeHg曝露が神経伝達に関連した遺伝子であるSYP及びDLG4のエピゲノム変化を介して、その発現を変化させることが解明できた。また、ダウン症候群とCuについても石原（A02-K06）との共同研究で、患者脳においてもCu蓄積の増加が確認できた。
各種神経変性疾患において、ALSではZn、IBGCではZn、ダウン症候群ではCuなど、ある特定の生命金属がその発症機構において、key molecule として働いていることを明らかにできた。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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