2017 Fiscal Year Research-status Report
ヒトiPS細胞のミトコンドリア制御因子による新しい化学物質の神経毒性評価法の開発
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17K00576
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| Research Institution | 一般社団法人日本薬理評価機構 |
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Principal Investigator |
山田 茂 一般社団法人日本薬理評価機構, 評価法開発センター, 客員研究員 (50508679)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | iPS細胞 / ミトコンドリア / Mfn1 / 自己複製 / 神経分化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
化学物質の中には、ヒト発達期の曝露により神経毒性が懸念されるものがあり、安全性の評価は重要である。現在、動物を用いた評価が行われているが、種差の問題もあり、発達期のモデルであるヒトiPS細胞を用いたin vitro評価系が期待されている。しかしながら発達神経毒性の有用な評価マーカーはいまだ見出されていない。
我々は神経毒性を有する農薬のクロルピリホスがミトコンドリア融合因子Mfn1を分解し、ミトコンドリア機能障害を引き起こすことを見出していた。本年度では、ヒトiPS細胞の自己複製や神経分化に対するMfn1の役割を明らかにするために、shRNAを用いてMfn1のノックダウンを行った。その結果、Mfn1ノックダウンした細胞では自己複製能の低下が認められた。さらにミトコンドリア分裂の亢進に伴い、ATP産生能の低下やミトコンドリア膜電位の脱分極も認められた。
次にMfn1ノックダウンによる神経分化への影響を検討するために、dual SMAD阻害法を用いて神経分化を行った。その結果、Mfn1ノックダウンにより外胚葉マーカーであるOTX2、神経外胚葉マーカーであるPAX6、FOXG1、神経発達マーカーであるNCAM1、神経前駆マーカーであるNestinの発現低下が認められた。以上の結果から、Mfn1はミトコンドリア形態の融合を介して、iPS細胞の自己複製や神経前駆細胞への分化を制御することが示唆された。
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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
本年度はMfn1をノックダウンしたiPS細胞を用いて、Mfn1がミトコンドリアの融合を介して自己複製に関与することを見出した。さらにdual SMAD阻害法を用いて神経分化への影響を検討した。その結果、Mfn1が外胚葉の分化を制御し、神経前駆細胞の分化に関与することを見出した。
以上の結果から、研究はおおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
神経毒性を有する化学物質のターゲットであるMfn1が神経分化に関与することを見出している。そこでMfn1の下流にあり、神経分化に関与する遺伝子の同定を目指す。Mfn1をノックダウンしたiPS細胞を用いて、DNAマイクロアレイによる遺伝子の網羅的解析を行って絞り込む予定である。候補となる遺伝子はRNAi法により自己複製や神経分化に対する影響を調べる予定である。
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| Causes of Carryover |
shRNAの納期やiPS細胞を用いた神経分化評価系の立ち上げに予想以上に時間がかかってしまい、研究費を繰り越しせざるを得なくなった。必要な研究機器はある程度揃っており、研究費は主に研究試薬やDNAマイクロアレイの受託経費に充てる予定である。また本研究で得られた知見を国内外の学会や誌上などでの外部発表資金にも使用する予定である。
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Research Products
(6 results)
