2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of the optogenetic autoregulated cell transplantation for Parkinson's disease
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18K07509
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
大山 彦光 順天堂大学, 大学院医学研究科, 准教授 (00407256)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ドパミン / 光遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、興奮・抑制が制御可能な光遺伝学(Optogenetics)の技術を応用した、ドパミン放出調整が可能な人工多能性幹細胞(iPSC)由来ドパミン神経細胞を移植し、パーキンソン症状の電気生理学的バイオマーカーである局所フィールド電位 (Local field potential; LFP)に応じて、ドパミン放出を自律的にコントロールするパーキンソン病の自律調節性神経細胞移植療法の開発を目指した。フィーダーフリー条件で培養されたヒトiPSCをドパミン神経細胞へ誘導する技術を用いてドパミン神経細胞へ分化させ、青色光で脱分極させるChannelrhodopsinと、黄色光で過分極させるarchaerhodopsinを、ウイルスベクターを用いて発現させ、光反応性ドパミン神経細胞を樹立した。次に、PD・ジスキネジアモデルマウスにおける光反応性iPSC由来ドパミン神経細胞のドパミン放出の評価と、行動評価を行った。さらに、ドパミン神経細胞の光反応性の条件を検討した。光反応性ドパミン神経細胞をcell sorting で回収することで、光反応性を高め、Microelectrode arraysを用いて、分化させた神経細胞の自発電気活動が、光刺激によって活動性が上昇することを確認した。光反応性ドパミン神経細胞を用いて、PD・ジスキネジアモデルマウスの基底核（視床下核および淡蒼球）に記録電極を挿入しLFPの変化を測定した。さらに、光刺激によってドパミン神経細胞からのαシヌクレインの分泌について調査を行い、光刺激によってドパミン神経細胞の興奮が生じ、αシヌクレイン分泌が増加することを確認した。
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