2018 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of cellular/molecular pathophysiology of brain disorders using human brain organoids established from iPS cells
| Project/Area Number |
16K06996
|
|---|
| Research Institution | Kumamoto University |
|---|
Principal Investigator |
沼川 忠広 熊本大学, 発生医学研究所, 特定事業研究員 (40425690)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | iPS細胞 / 大脳皮質 / 脳疾患 / 神経細胞 / オルガノイド |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
メープルシロップ尿症（MSUD）は、分岐鎖ケト酸脱水素酵素の活性低下により、分岐鎖アミノ酸であるロイシン、イソロイシン、およびバリン（これらをBCAAとする）が体内に蓄積し、これが神経障害に関わる可能性が示唆されているが、その詳細は明らかではない。これまでの解析で、健常者および疾患由来のiPS細胞より作成した2次元培養の幼若ニューロンにおいて、急性の高濃度BCAA曝露による細胞死が健常およびMSUDニューロンにおいて誘導されることを見出した。また、プレシナプス特異的なsynapsin1陽性となる神経分化誘導後77日目、MSUDニューロンにおける開口放出障害を見出していた。
本年度では、長期間分散培養した健常およびMSUDニューロンにおいて、まずプレシナプス機能を解析した。その結果、304日、および608日間の長期成熟させたMSUDニューロンにおいても、著しい開口放出機能低下が見いだされた。そこで、健常およびMSUD大脳皮質様オルガノイドをそれぞれ作成し、まず、胚葉体形成から21日目において、オルガノイド内のBCAA濃度を測定した。興味深いことに、MSUD大脳皮質様オルガノイドにおけるBCAAの濃度において、健常と有意な差が見出されなかった。大脳皮質様オルガノイドにおける、ニューロンマーカー遺伝子発現を比較した結果、Foxg1やCtip2、およびsynapsin1などは、MSUDと健常において発現に差が見られなかった。一方で、DCX（幼若ニューロンマーカー）は、MSUDにおいてその発現が高く、成熟ニューロンのマーカーであるMAP2の発現は、健常群がより多く発現していた。これはMSUD大脳皮質様オルガノイドにおける神経発達の低下、もしくは遅延が生じている可能性を示していた。
|
-
[Journal Article] Basic fibroblast growth factor increased glucocorticoid receptors in cortical neurons through MAP kinase pathway2018
Author(s)
Tadahiro Numakawa, Haruki Odaka, Naoki Adachi, Shuichi Chiba, Yoshiko Ooshima, Hitomi Matsuno, Shingo Nakajima, Aya Yoshimura, Kazuhiro Fumimoto, Yohei Hirai, Hiroshi Kunugi.
-
Journal Title
Neurochem Int.
Volume: 118
Pages: 217-224
DOI
Peer Reviewed
-
-
