2016 Fiscal Year Research-status Report
光遺伝学とiPS細胞技術を応用したパーキンソン病の新規治療法の開発
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15K19498
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
大山 彦光 順天堂大学, 医学部, 准教授 (00407256)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | パーキンソン病 / iPS細胞 / ドパミン神経 / 光遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
進行期パーキンソン病（PD）ではウェアリングオフやジスキネジアといった運動合併症が問題となる。これまで、視床下核または淡蒼球内節を電気刺激する脳深部刺激療法(DBS)の有効性がしめされているが、従来の電気刺激では、刺激強度によっては刺激範囲が広がってしまい、目的神経核以外に刺激が及ぶため副作用が問題となった。induced pluripotent stem (iPS) 細胞由来の神経細胞移植においても、移植細胞のドパミン放出をコントロールしない限り、ジスキネジアの問題は解決しない。本研究では、光活性化イオンチャネル蛋白をiPS細胞由来ドパミン神経細胞に発現させた「光反応性ドパミン神経細胞」を移植することによって、移植細胞のドパミン放出を光ファイバー経由で外部から自由にコントロールする調節可能神経細胞移植療法によるPDに対する新規ニューロモジュレーション法の開発を目的とした。
前年度は、初年度同様、in vitroでiPS細胞由来ドパミン神経細胞の光刺激によるドパミン放出を測定すると同時に、免疫不全マウスの線条体にiPS細胞由来ドパミン神経細胞移植を行い、in vivoで光刺激によるドパミン放出を測定した。また、iPS細胞由来ドパミン神経の移植に成功し、移植細胞の生着を確認でき、さらに半年間、腫瘍化せずに生着することを確認できた。しかしながら、これまでのところ、移植したiPS細胞由来の光刺激によるドパミン放出はまだ十分に確認できていない。この原因として、光反応性蛋白の発現が不十分であることが考えられ、in vitroにおいて光反応性蛋白の発現性について追加検討を行った。その結果条件を変更することで、in vitroで光反応性蛋白の発現が確認できた。また、フリームービング下での光刺激実験も行った。次年度は新たな条件のもと、光によるドパミン放出制御機構を確立する予定である。
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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
当初の予定よりも早く、iPS細胞由来ドパミン神経の移植に成功しているが。一方で、光反応性蛋白の発現条件の検討に時間を要した。次年度からは移植細胞の光調整によるドパミン放出の調整および症状の調整実験が行える状態になったため、総合的にはおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、上記に述べた、新しいiPS細胞への光反応性蛋白の発現条件によって光反応性ドパミン神経細胞の確立を行い、1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP)による黒質破壊PDモデルマウスおよび6-hydroxydopamine (6-OHDA)による線条体破壊およびlevodopa長期投与によるジスキネジアモデルマウスにおける検討を行い、「光反応性ドパミン神経細胞」移殖療法による生理学的なドパミン放出の立証だけでなく、病態改善効果についても立証していく。
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| Causes of Carryover |
2016年度には、当初予定になかった光反応性蛋白のvitroでの発現条件の検討を行わざるええなかったため、移植実験は当初の予定よりも件数が少なかったため、マウスの分、未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
2017年度では2016年度で行わなかった移植実験を取り戻して行うため、未使用額はその経費とする予定である。
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Research Products
(11 results)
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[Journal Article] A novel mutation of CHCHD2 p.R8H in a sporadic case of Parkinson's disease.2017
Author(s)
Ikeda A, Matsushima T, Daida K, Nakajima S, Conedera S, Li Y, Yoshino H, Oyama G, Funayama M, Nishioka K, Hattori N.
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Journal Title
Parkinsonism Relat Disord.
Volume: 34
Pages: 66-68
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Current Topics in Deep Brain Stimulation for Parkinson Disease.2016
Author(s)
Umemura A, Oyama G, Shimo Y, Nakajima M, Nakajima A, Jo T, Sekimoto S, Ito M, Mitsuhashi T, Hattori N, Arai H.
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Journal Title
Neurol Med Chir (Tokyo)
Volume: 56
Pages: 613-625
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[Journal Article] A randomized double-blind multi-center trial of hydrogen water for Parkinson's disease: protocol and baseline characteristics.2016
Author(s)
Yoritaka A, Abe T, Ohtsuka C, Maeda T, Hirayama M, Watanabe H, Saiki H, Oyama G, Fukae J, Shimo Y, Hatano T, Kawajiri S, Okuma Y, Machida Y, Miwa H, Suzuki C, Kazama A, Tomiyama M, Kihara T, Hirasawa M, Shimura H, Hattori N.
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Journal Title
BMC Neurol.
Volume: 16
Pages: 66
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Effect of zonisamide on post-traumatic Holmes’ tremor2016
Author(s)
Sekimoto S, Oyama G, Izawa N, Ueno S, Jo T, Shimo Y, Nakajima A, Nakajima M, Umemura A, Arai H, Hattori H
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Journal Title
Neurology and Clinical Neuroscience
Volume: 4
Pages: 184-185
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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