Analysis of epigenetic modification in parkinson's disease patient-specific iPSCs-derived dopamine neurons

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K08280
• Research Institution: Hoshi University
• Principal Investigator: 葛巻 直子 星薬科大学, 薬学部, 准教授 (10507669)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ドパミン神経 / パーキンソン病 / iPS 細胞

Outline of Annual Research Achievements

これまでの検討より、健常者と比較し、パーキンソン病患者 iPS 細胞由来 dopamine 神経細胞において、dopamine の代謝酵素であるcatechol-O-methyltransferase (COMT) の著明な発現増加を見出した。また、こうしたパーキンソン病患者 iPS 細胞由来 dopamine神経細胞において認められる COMT の発現増加には、COMT 転写開始点直上における高度な脱メチル化を伴うことを明らかにしている。こうした結果を受け、パーキンソン病患者疾患特異的iPS 細胞研究により抽出した黒質 dopamine 神経細胞におけるCOMT の発現増加が パーキンソン病態下に認められる dopamine 神経の脆弱性を惹起し、運動障害に影響を与えるか否か検討を行った。その結果、健常者 iPS 細胞由来 dopamine 神経細胞に COMT を過剰発現させたところ、COMT の過剰発現により、活性酸素種 (ROS) 産生の亢進が認められた。また、dopamine 神経細胞特異的に COMT を発現する目的で、dopamine transporter (DAT)-Cre マウスの両側黒質に Cre 酵素依存的に COMT を発現するアデノ随伴ウイルスベクター (AAV) を微量注入し、rota-rod 試験に従い運動機能の評価を行った。その結果、黒質 dopamine 神経特異的な COMT の過剰発現により、AAV 微量注入後 13 週目以降に、運動障害が認められた。以上の結果より、黒質 dopamine 神経における COMT の発現増加は、パーキンソン病態下で認められる運動障害を惹起する一因である可能性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Cell-specific overexpression of COMT in dopaminergic neurons of Parkinson’s disease (2019)
  • Author(s): Naoko Kuzumaki, Yukari Suda, Chizuru Iwasawa, Michiko Narita, Takefumi Sone, Moe Watanabe, Aya Maekawa, Takuya Matsumoto, Wado Akamatsu, Katsuhide Igarashi, Hideki Tamura, Hideyuki Takeshima, Vivianne L. Tawfik, Toshikazu Ushijima, Nobutaka Hattori, Hideyuki Okano and Minoru Narita
  • Journal Title: Brain Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research