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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Development of single cell-based technologies for iPSC-neurons from patients with schizophrenia

Research Project

Project/Area Number 17K19488
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

橋本 均  大阪大学, 薬学研究科, 教授 (30240849)

Project Period (FY) 2017-06-30 – 2020-03-31
KeywordsiPS細胞 / 統合失調症 / 単細胞解析 / 患者神経細胞
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、様々な細胞種が混在しているヒトiPS由来の分化ニューロンから、興奮性や様々な種類の抑制性神経細胞を、細胞種特異的に蛍光タンパク質Venusを発現するレンチウイルスを用いて、ライブマーキングするシステムを構築することを目的としている。本年度は、iPS細胞の神経細胞への分化時におけるクローン間の性状の違いを解決するための分化技術の開発を実施するとともに、様々な細胞種特異的なマーカータンパク質をコードする遺伝子のプロモーター領域と蛍光タンパク質Venusを用いることにより、細胞種特異的にVenusを発現することを可能にすると期待される組み換えレンチウイルスを用いて、iPS分化神経細胞の細胞種特異的分取を実施し、以下の結果を得た。

1)抑制性神経細胞のマーキングシステムの改良のために、転写因子を過剰発現する分化方法を昨年度に導入しており、この方法では全細胞のうちおよそ30%程度が抑制性の神経細胞であることが明らかになっていたが、分化度が低い傾向にあること、およびクローン間における分化度に違いがあることが明らかになっていた。本年度は、GABA関連の転写因子を過剰発現する方法や培地にアストロサイトのconditioned mediumを添加する等といった改良を実施し、iPS細胞由来の分化度が高い抑制性神経細胞の培養に成功した。

2)抑制性神経細胞を特異的にマーキングすることを目的として、転写因子DLX5をコードする遺伝子のプロモーター領域により発現を支配されるVenusを発現する組み換えレンチウイルスをヒトiPS細胞由来の分化神経細胞に感染させた。Venus陽性細胞を単一細胞レベルで分取し、RT-PCRにより各種神経細胞マーカーの発現を調べたところ、DLX5-Venusウイルスによりsomatostatin陽性神経細胞が特異的にマーキングされることが明らかになった。

  • Research Products

    (37 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (5 results) Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 7 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 6 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of California, Los Angels/Northwestern University/New York Medical College(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of California, Los Angels/Northwestern University/New York Medical College
  • [Int'l Joint Research] University of Pecs/University of Szeged/University of Debrecen(ハンガリー)

    • Country Name
      HUNGARY
    • Counterpart Institution
      University of Pecs/University of Szeged/University of Debrecen
    • # of Other Institutions
      1
  • [Int'l Joint Research] University of Bristol(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      University of Bristol
  • [Int'l Joint Research] University of Heidelberg(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      University of Heidelberg
  • [Int'l Joint Research] University of Liege(ベルギー)

    • Country Name
      BELGIUM
    • Counterpart Institution
      University of Liege
  • [Journal Article] Direct visualization of an antidepressant analog using surface-enhanced Raman scattering in the brain2020

    • Author(s)
      Tanuma Masato、Kasai Atsushi、Bando Kazuki、Kotoku Naoyuki、Harada Kazuo、Minoshima Masafumi、Higashino Kosuke、Kimishima Atsushi、Arai Masayoshi、Ago Yukio、Seiriki Kaoru、Kikuchi Kazuya、Kawata Satoshi、Fujita Katsumasa、Hashimoto Hitoshi
    • Journal Title

      JCI Insight

      Volume: 5 Pages: e133348

    • DOI

      10.1172/jci.insight.133348

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Pathogenic POGZ mutation causes impaired cortical development and reversible autism-like phenotypes2020

    • Author(s)
      Matsumura Kensuke、Seiriki Kaoru、Okada Shota、Sato Makoto、Yamaguchi Shun、Tamura Masaru、Wakana Shigeharu、Yoshiki Atsushi、Watabe Ayako M.、Okano Hideyuki、Takuma Kazuhiro、Hashimoto Ryota、Hashimoto Hitoshi、Nakazawa Takanobu
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 11 Pages: 859

    • DOI

      10.1038/s41467-020-14697-z

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Modeling of psychiatric disorders using induced pluripotent stem cell-related technologies2019

    • Author(s)
      Nakazawa Takanobu、Hashimoto Ryota、Takuma Kazuhiro、Hashimoto Hitoshi
    • Journal Title

      Journal of Pharmacological Sciences

      Volume: 140 Pages: 321~324

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2019.06.002

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Autism-associated protein kinase D2 regulates embryonic cortical neuron development2019

    • Author(s)
      Matsumura Kensuke、Baba Masayuki、Nagayasu Kazuki、Yamamoto Kana、Kondo Momoka、Kitagawa Kohei、Takemoto Tomoya、Seiriki Kaoru、Kasai Atsushi、Ago Yukio、Hayata-Takano Atsuko、Shintani Norihito、Kuriu Toshihiko、Iguchi Tokuichi、Sato Makoto、Takuma Kazuhiro、Hashimoto Ryota、Hashimoto Hitoshi、Nakazawa Takanobu
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 519 Pages: 626~632

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.09.048

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Psychiatric-disorder-related behavioral phenotypes and cortical hyperactivity in a mouse model of 3q29 deletion syndrome2019

    • Author(s)
      Baba Masayuki、Yokoyama Kazumasa、Seiriki Kaoru、Yamaguchi Shun、Mori Daisuke、Ozaki Norio、Yamamoto Tadashi、Takuma Kazuhiro、Hashimoto Ryota、Hashimoto Hitoshi、Nakazawa Takanobu
    • Journal Title

      Neuropsychopharmacology

      Volume: 44 Pages: 2125~2135

    • DOI

      10.1038/s41386-019-0441-5

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Pituitary Adenylate Cyclase-Activating Polypeptide Modulates Dendritic Spine Maturation and Morphogenesis via MicroRNA-132 Upregulation2019

    • Author(s)
      Hayata-Takano Atsuko、Kamo Toshihiko、Kijima Harui、Seiriki Kaoru、Ogata Katsuya、Ago Yukio、Nakazawa Takanobu、Shintani Yusuke、Higashino Kosuke、Nagayasu Kazuki、Shintani Norihito、Kasai Atsushi、Waschek James A.、Hashimoto Hitoshi
    • Journal Title

      The Journal of Neuroscience

      Volume: 39 Pages: 4208~4220

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.2468-18.2019

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Whole-brain block-face serial microscopy tomography at subcellular resolution using FAST2019

    • Author(s)
      Seiriki Kaoru、Kasai Atsushi、Nakazawa Takanobu、Niu Misaki、Naka Yuichiro、Tanuma Masato、Igarashi Hisato、Yamaura Kosei、Hayata-Takano Atsuko、Ago Yukio、Hashimoto Hitoshi
    • Journal Title

      Nature Protocols

      Volume: 14 Pages: 1509~1529

    • DOI

      10.1038/s41596-019-0148-4

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ヒトiPS細胞技術を用いた精神疾患モデルの開発2020

    • Author(s)
      中澤敬信、橋本亮太、田熊一敞、橋本均
    • Organizer
      第93回日本薬理学会年会
    • Invited
  • [Presentation] iPS細胞を用いた精神疾患のメカニズム研究と創薬への応用2020

    • Author(s)
      中澤敬信、橋本亮太、田熊一敞、橋本均
    • Organizer
      第93回日本薬理学会年会
    • Invited
  • [Presentation] 社会的敗北ストレスによって活性化する前障神経細胞はストレス応答に関わる神経核の活動調整を介して不安様行動を調節する2020

    • Author(s)
      丹生 光咲、笠井 淳司、桑木 崇宏、田沼 将人、勢力 薫、中澤 敬信、山中 章弘、橋本 均
    • Organizer
      第93回日本薬理学会年会
  • [Presentation] 3q29欠失症候群モデルマウスにおける精神疾患様の行動異常と大脳皮質神経細胞の過活動2020

    • Author(s)
      Masayuki Baba, Kazumasa Yokoyama, Kaoru Seiriki, Kensuke Matsumura, Momoka Kondo, Kana Yamamoto, Atsushi Kasai, Yukio Ago, Kazuki Nagayasu, Atsuko Hayata-Takano, Shun Yamaguchi, Daisuke Mori, Norio Ozaki, Tadashi Yamamoto, Kazuhiro Takuma, Ryota Hashimoto, Hitoshi Hashimoto and Takanobu Nakazawa
    • Organizer
      第93回日本薬理学会年会
  • [Presentation] Optical and computational dissection of neural circuit for fear memory2020

    • Author(s)
      Agetsuma M., Sato I., Tanaka Y., Kasai A., Arai Y., Yoshitomo M., Hashimoto H., Nabekura J., Nagai T.
    • Organizer
      第98回日本生理学会大会
  • [Presentation] 自閉症モデルマウスの社会性行動障害の改善に関わる脳領域の探索2019

    • Author(s)
      彌永 祐輔、笠井 淳司、五十嵐 久人、原 雄大、三浦 大樹、勢力 薫、田沼 将人、山浦 港生、中澤 敬信、吾郷 由希夫、山口 瞬、田熊 一敞、橋本 均
    • Organizer
      第135回日本薬理学会近畿部会
  • [Presentation] 脳内シンギュラリティ細胞の探索を目指した全脳イメージングとアンバイアス解析2019

    • Author(s)
      橋本均、中澤敬信
    • Organizer
      第19回日本蛋白質科学会年会・第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会
    • Invited
  • [Presentation] 高速・高拡張性全脳イメージングシステムFAST:アンバイアス、仮説フリーでの薬物の有効性と安全性の評価へ2019

    • Author(s)
      橋本均
    • Organizer
      第46回日本毒性学会学術年会
    • Invited
  • [Presentation] 高速・高精細全脳イメージングによる脳機能解析2019

    • Author(s)
      橋本均
    • Organizer
      第44回レーザ顕微鏡研究会&シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 脳内のシンギュラリティ検出のための全脳高解像度イメージング2019

    • Author(s)
      勢力 薫 笠井 淳司  中澤 敬信  橋本 均
    • Organizer
      Neuro2019 (第42回日本神経科学学会・ 第62回日本神経化学会大会合同大会)
  • [Presentation] 単一細胞 RNA seq によるストレス応答性神経細胞の特性解析2019

    • Author(s)
      田沼 将人 笠井 淳司 奥野 浩行 山浦 港生  丹生 光咲 勢力 薫  中澤 敬信  山口 瞬  橋本 均
    • Organizer
      Neuro2019 (第42回日本神経科学学会・ 第62回日本神経化学会大会合同大会)
  • [Presentation] 自閉スペクトラム症関連遺伝子POGZの患者特異的de novo変異の大脳皮質神経分化における表現型解析2019

    • Author(s)
      松村 憲佑  勢力 薫 永瀬 将志 綾部 信哉  山田 郁子  古瀬 民生 山本 果奈  北川 航平  猪口 徳一  佐藤 真  山口 瞬  田村 勝  若菜 茂晴  吉木 淳 渡部 文子 岡野 栄之  田熊 一敞  橋本 亮太 橋本 均 中澤 敬信
    • Organizer
      Neuro2019 (第42回日本神経科学学会・ 第62回日本神経化学会大会合同大会)
  • [Presentation] 多発家系患者のiPS分化神経細胞を用いた統合失調症の分子病態解析2019

    • Author(s)
      山本 果奈 栗生 俊彦 中澤 敬信  松村 憲佑 永安 一樹  馬場 優志  山森 英長  安田 由華  藤本 美智子  鶴崎 美徳  松本 直通  田熊 一敞  橋本 亮太  橋本 均
    • Organizer
      Neuro2019 (第42回日本神経科学学会・ 第62回日本神経化学会大会合同大会)
  • [Presentation] 前障の興奮性神経細胞はカテコラミンの放出を介して不安様行動を制御する2019

    • Author(s)
      Misaki Niu, Atsushi Kasai, Hisato Igarashi, Wataru Tanabe, Takahiro Kuwaki, Masato Tanuma, Kaoru Seiriki, Yukio Ago, Takanobu Nakazawa, Akihiro Yamanaka, Hitoshi Hashimoto
    • Organizer
      Neuro2019 (第42回日本神経科学学会・ 第62回日本神経化学会大会合同大会)
  • [Presentation] 全脳活動マッピングを用いた情動行動制御機構の解明2019

    • Author(s)
      笠井淳司、橋本均
    • Organizer
      生体機能と創薬シンポジウム2019
  • [Presentation] 蛍光全脳イメージングのための連続断層イメージング法FAST2019

    • Author(s)
      勢力薫、橋本均
    • Organizer
      第57回日本生物物理学会年会
  • [Presentation] 全脳イメージングシステムFASTを用いたアンバイアスで仮説に依らない脳内シンギュラリティの検出2019

    • Author(s)
      橋本均、中澤敬信、勢力薫、笠井淳司
    • Organizer
      第57回日本生物物理学会年会
    • Invited
  • [Presentation] Differential behavioral and neurochemical effects of ketamine enantiomers and their metabolites2019

    • Author(s)
      Yukio Ago, Hitoshi Hashimoto
    • Organizer
      AsCNP2019第6回アジア神経精神薬理学会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Generation of serotonergic neurons from human induced pluripotent stem cells through forced expression of serotonin neuron-specific transcription factors.2019

    • Author(s)
      Yuma Nagai, Kazuki Nagayasu, Konomi Masunaka, Yukio Ago, Atsushi Kasai, Hisashi Shirakawa, Takanobu Nakazawa, Hitoshi Hashimoto, Shuji Kaneko
    • Organizer
      AsCNP2019第6回アジア神経精神薬理学会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] In vivo imaging of alkynylated S-citalopram using surface-enhanced Raman scattering2019

    • Author(s)
      Masato Tanuma, Atsushi Kasai, Kazuki Bando, Naoyuki Kotoku, Kosuke Higashino, Yukio Ago, Satoshi Kawata, Katsumasa Fujita, Hitoshi Hashimoto
    • Organizer
      Neuroscience 2019(Society for Neuroscience)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Singularity Biology: small elements change the function of the whole systems2019

    • Author(s)
      Kazuki Horikawa,Hiroko Bannnai,Hitoshi Hashimoto
    • Organizer
      ICSB2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Pituitary Adenylate Cyclase-Activating Polypeptide in the Ventromedial Hypothalamus Increased Appetite Through the Change of Neuropeptides Expression in the Arcuate Nucleus of Mice2019

    • Author(s)
      Yuki Kambe, Thanh Trung Nguyen, Takashi Kurihara, Tomoya Nakamachi, Norihito Shintani, Hitoshi Hashimoto and Atsuro Miyata
    • Organizer
      The Akira Arimura Memorial VIP/PACAP and Related Peptides Symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of PACAP signaling for functional synapse formation in the hippocampal neurons2019

    • Author(s)
      Atsuko Hayata-Takano, Harui Kijima, Toshihiko Kamo, Kaoru Seiriki, Yusuke Shintani, Takanobu Nakazawa, Hitoshi Hashimoto
    • Organizer
      The Akira Arimura Memorial VIP/PACAP and Related Peptides Symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Medical Science Digest 2019年 6月臨時増刊号2019

    • Author(s)
      勢力薫、笠井淳司、橋本均
    • Total Pages
      66
    • Publisher
      ニューサイエンス社
    • ISBN
      08652-06
  • [Remarks] 大阪大学大学院薬学研究科神経薬理学分野ホームページ

    • URL

      http://molpharm.umin.jp/

URL: 

Published: 2021-01-27  

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