2020 Fiscal Year Annual Research Report
Establishing a non-invasive real-time Ca2+ imaging with optogenetics-induced muscle stimulation in skeletal myotubes using DMD patient-derived iPSC
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18K14663
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
内村 智也 京都大学, iPS細胞研究所, 特定研究員 (50815222)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 骨格筋 / 光刺激 / 収縮力 / 筋疲労 / スクリーニング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Duchnne muscular dystrophy患者由来iPS細胞から筋分化させた細胞とoptogenetics技術を用いて、筋疲労スクリーニングモデルの系の構築に成功した。従来は、電気刺激を用いて筋収縮を測定していたが、電気刺激の機器の都合上、6-wellでの測定が限界であった。十数個といったsmall scaleなスクリーニング
を行う事は可能であったが、large scaleでの化合物探索に限界があった。特に、電気刺激モデルの場合、スクリーニング等に用いるhigh-throughput化が非常に困難であることから、optogenetics技術を応用することにした。このoptogenetics技術を用いることで、従来の6-wellから96-well plateにおいて収縮力低下を測定するモデルの構築に初めて成功した。電気刺激と同等に、筋細胞は成熟化が進みDMD株における筋疲労に似た収縮力低下も認められた。加えて、Calcium proveやG.CaMPを用いることでreal-timeにカルシウムの動態を光刺激によって測定する系の妥当性も検証した。Duchenne muscular dystrophyにおいては、治療薬が限られており筋疲労を指標としたスクリーニングを行うことで、新規化合物の同定が期待される。研究成果は、国内における特許申請を行い同時に論文を作成し成果を発表した。今後は、実際にmiddle~large scaleの化合物ライブラリーを用いた創薬研究が期待される。
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