2016 Fiscal Year Research-status Report
ヒトiPS細胞を用いた胎児脳グルココルチコイド暴露モデルの確立と病態解明
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15K09719
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University of Medicine |
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Principal Investigator |
森本 昌史 京都府立医科大学, 医学部, 教授 (10285265)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
千代延 友裕 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40571659)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | iPS 細胞 / インターロイキン6 / 神経分化 / 神経凝集体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
妊娠中の母体感染が、児の自閉スペクトラム症などの発達障害や統合失調症などのリスクとなることが臨床的に知られている。また、過去の動物実験からは、児の中枢神経への直接感染が原因ではなく、感染ストレスによる母体のサイトカインサージ、特にインターロイキン6 (IL-6)によるもの考えられているが、まだヒトでは明らかにされていない。今回我々は、ヒト由来 iPS 細胞を用いて、胎児期大脳皮質の神経分化をin vitroで再現し、IL-6暴露が胎児大脳皮質の分化に与える影響について調べることを目的とした。
ヒト胎児の大脳皮質は、まず在胎3-4週で神経幹細胞が増殖し、その後神経細胞に分化する。在胎18週以降になると、その後アストロサイトに分化するといった経緯をたどる。健常ヒト由来iPS細胞をSFEBq法によって神経系外胚葉に誘導し、作成された神経凝集体をday60まで浮遊培養し続けた。神経幹細胞、神経細胞、アストロサイトそれぞれのマーカーについて遺伝子発現や免疫染色法を行うことで、この神経凝集体が胎児脳モデルとして妥当であることを確認した。次にこのヒト胎児脳モデルにおいて神経細胞の分化が完成しつつある時期にIL-6を24時間暴露させることで、神経凝集体の大きさの変化や神経前駆細胞、皮質神経細胞、アストロサイトそれぞれのマーカーの変化を調べ、IL-6暴露群で、アストロサイトが増加し、神経細胞が減少している可能性があることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
母体のストレスが胎児の神経系に対して様々な悪影響を与えることが知られており、その主たる内因物質であるグルココルチコイドが神経分化に与える影響を由来 iPS 細胞を用いて調べたが、計画した実験条件、培養基間では有意な結果が得られなかったため、よりドラステックな影響が起こると考えられる母体感染の条件化での研究に計画を変更した。
ヒトiPS細胞を神経系細胞に誘導し、できた神経凝集体を浮遊培養し続けた。
培養経過期間ごとの神経凝集体における神経幹細胞 (PAX6)、神経細胞 (MAP2)、アストロサイト (GFAP) などの発現を遺伝子や蛋白質レベルで調べ、胎児脳の神経分化モデルになることを確認した。day 51にIL-6 (100ng/ml) を24時間投与した後に、day60に神経前駆細胞(TBR1)、大脳皮質ニューロン (CTIP2, STAB2)、アストロサイト (GFAP)のそれぞれのマーカーについて免疫染色を行い、IL-6未投与群と比較した。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画変更後の実験計画は順調に進めている。今までの結果から、今回作成した神経凝集体は継時的に神経幹細胞のマーカー減少とともに神経細胞のマーカーの発現の増加とさらに遅れてグリア細胞のマーカーの発現の増加を認め、IL-6添加による分化に与える影響も確認できた。この後は、これらのメカニズムやIL-6による変化を阻害する物質の探索へ進みたい。
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| Causes of Carryover |
データ解析に相当の時間を費やし、今年度内の消耗品の購入額が予定を下回ったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
来年度には、今年度に確認できたIL-6添加による神経への分化に与える影響のメカニズムやIL-6による変化を阻害する物質の探索を進めていく予定であり、相当額の培養実験関係の試薬類など相当額の消耗品の購入が見込まれる。
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