Elucidation of molecular basis of neuromuscular interactions in motor neuron diseases using disease specific iPSCs.

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K15470
• Research Institution: Aichi Medical University
• Principal Investigator: 伊藤 卓治 愛知医科大学, 公私立大学の部局等, 客員研究員 (30794151)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 球脊髄性筋萎縮症（SBMA） / iPS細胞 / 運動ニューロン / 骨格筋 / 神経筋接合部（NMJ） / ゲノム編集 / タイムラプスイメージング / オプトジェネティクス

Outline of Annual Research Achievements

球脊髄性筋萎縮症（SBMA）疾患特異的iPS細胞を用いた神経・筋病態の解明を行った。
(1)NMJの電子顕微鏡解析：健常者iPS細胞由来運動ニューロンと健常者およびSBMA患者iPS細胞由来骨格筋との共培養モデルにおいてNMJの形態を比較した。
(2)神経・筋病態の解析：健常者iPS細胞由来運動ニューロンと、NMJレポーターを導入したSBMA患者iPS細胞由来骨格筋を用いて表現型の一部を捉えることに成功した。
(3)トランスクリプトーム解析：健常者およびSBMA患者iPS細胞由来骨格筋のトランスクリプトーム解析を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

NMJの形成を電子顕微鏡レベルでも検出できた。さらにNMJレポーターをSBMAの病態解析に応用し、表現型の一部を捉えることに成功した。また、トランスクリプトーム解析の結果から、今後はSBMA患者iPS細胞由来運動ニューロンと骨格筋の分子レベルでの詳細な解析に発展し、概ね順調に進展していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

SBMA患者及び健常者由来iPS細胞から分化誘導した運動ニューロンと骨格筋を様々な組み合わせで共培養し、病態解析および治療開発を進めていく予定である。

Causes of Carryover

効率的な研究費の使用により、次年度使用額が生じた。翌年度分と合わせて、実験試薬や実験器具等の消耗品の購入等にあてる予定である。

Research Products

• [Journal Article] Modulation of oxygen tension, acidosis, and cell density is crucial for neural differentiation of human induced pluripotent stem cells (2021)
  • Author(s): Okada R, Onodera K, Ito T, Doyu M, Okano HJ, Okada Y.
  • Journal Title: Neurosci Res. Volume: Feb;163 Pages: 34-42
  • DOI: 10.1016/j.neures.2020.01.015
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PlexinA1 deficiency in BALB/cAJ mice leads to excessive self-grooming and reduced prepulse inhibition (2020)
  • Author(s): *Jahan M, *Ito T, Ichihashi S, Masuda T, Bhuiyan M, Takahashi I, Takamatsu H, Kumanogoh A, Tsuzuki T, Negishi T, Yukawa K.
  • Journal Title: IBRO reports Volume: Oct 22;9 Pages: 276 - 289
  • DOI: 10.1016/j.ibror.2020.10.004
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Unveiling synapse pathology in spinal bulbar muscular atrophy by genome-wide transcriptome analysis of purified motor neurons derived from disease specific iPSCs (2020)
  • Author(s): Onodera K, Shimojo D, Ishihara Y, Yano M, Miya F, Banno H, Kuzumaki N, Ito T, Okada R, de Araujo Herculano B, Ohyama M, Yoshida M, Tsunoda T, Katsuno M, Doyu M, Sobue G, Okano H, Okada Y
  • Journal Title: Mol Brain Volume: Feb 19 Pages: 13(1):18
  • DOI: 10.1186/s13041-020-0561-1.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tandem Paired Nicking Promotes Precise Genome Editing with Scarce Interference by p53 (2020)
  • Author(s): Hyodo T, Rahman ML, Karnan S, Ito T, Toyoda A, Ota A, Wahiduzzaman M, Tsuzuki S, Okada Y, Hosokawa Y, Konishi H.
  • Journal Title: Cell Rep. Volume: Jan 28;30(4) Pages: 1195-1207
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2019.12.064.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 疾患iPS細胞による神経・筋共培養を活用した神経変性疾患の病態解析 (2020)
  • Author(s): 伊藤卓治, 小野寺一成, 小野寺一成, 下門大祐, 下門大祐, 田中智史, 田中智史, 岡田梨奈, RASHID Muhammad Irfanur, 道勇学, 岡野栄之, 岡田洋平
  • Organizer: 日本再生医療学会総会