2016 Fiscal Year Research-status Report
幹細胞分化3次元網膜様組織を用いた網膜神経節細胞の神経突起伸長に関する研究
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16K20320
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
前川 有紀 長崎大学, 病院(医学系), 助教 (30530456)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 細胞・組織 / 神経科学 / 発生・分化 / 再生医学 / 薬剤反応性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
緑内障や糖尿病網膜症など多くの視神経・網膜疾患において、網膜神経節細胞 (retinal ganglion cell; RGC)が障害されると、これによる視野や視力の障害を回復させる治療はなく、神経保護療法や再生医療に期待が集まっているが、ヒトのRGCを得て研究することは容易でなかった。その中でマウスやヒトの胚性幹細胞やiPS細胞から立体的な網膜様組織を分化させる手法が近年発表された。この幹細胞由来の3次元網膜様組織は視細胞、双極細胞、アマクリン細胞、RGCなどが胎生期の発生と類似したタイミングで分化し、眼胞・眼杯様の立体的層状構造を呈することが知られている。
これまでに、この幹細胞由来の3次元網膜様組織を用いて、RGCの軸索のみを選択的に伸長させる手法を確立し報告した。本研究では、さらなる培養条件の最小化・最適化を試みることで、RGC軸索の伸長・維持に関連する因子を検討し、その下流因子の解析や阻害を行い、メカニズムを検証する。また、生理・薬理学的検討に備えて軸索伸長の定量的評価方法を検討するとともに、本手法の簡易化・一般化を図る。また、グリア系細胞を伴ってRGC軸索伸長を誘導する手法を確立し、グリア系細胞の分化とRGCとのクロストークを明らかにする。
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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
幹細胞由来3次元分化網膜様組織のRGCからの軸索伸長に関して、細胞外基質の一つであるラミニンが重要であることを明らかにした。また、RGCの軸索伸長の定量的評価については、生細胞染色を試みたが、神経突起部と3次元分化網膜様組織では染色強度の差が大きく干渉を受けた。このため、染色を用いずに画像解析により神経突起伸長部を定量的に評価する手法を検討した。
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| Strategy for Future Research Activity |
分化RGCからの軸索伸長をラミニンによる誘導あるいは促進するメカニズムを検討する。
また、幹細胞由来3次元分化網膜様組織の分化培養系および接着培養系で得られるグリア様細胞の分化の状態、各神経栄養因子の分泌、グルタミン酸レセプターの発現や代謝の状態を解析し、培養条件下での分離・分化のコントロールを試みるとともに、RGC軸索伸長に対する直接・間接的な作用を検討する。また、幹細胞由来の3次元分化網膜様組織からのRGCの選択的軸索伸長に関する定量的評価を確立するために、当該プロトコールの単純化・一般化を図る。
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| Causes of Carryover |
おおむね計画的に使用しており、残余予算は少額である。
軸索の定量的解析において、生細胞染色による評価に困難が生じた早期の時点で、光学顕微鏡像の画像解析手法に切り替えたことが一因であると考えられる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の消耗品・試薬購入の為に使用する。
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[Journal Article] Optimized Culture System to Induce Neurite Outgrowth From Retinal Ganglion Cells in Three-Dimensional Retinal Aggregates Differentiated From Mouse and Human Embryonic Stem Cells.2016
Author(s)
Maekawa Y, Onishi A, Matsushita K, Koide N, Mandai M, Suzuma K, Kitaoka T, Kuwahara A, Ozone C, Nakano T, Eiraku M, Takahashi M
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Journal Title
Curr Eye Res
Volume: 41
Pages: 558-568
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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