Modeling neurodevelopment of frontal cortex and synapse formation using schizophrenia patient-derived iPS cells.

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K15516
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 江口 典臣 神戸大学, 医学部附属病院, 助教 (80814566)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 統合失調症 / iPS細胞 / 幹細胞 / 大脳皮質 / 中脳 / ドーパミン神経

Outline of Annual Research Achievements

・大脳皮質への分化誘導：前年度までに、健常者および統合失調症患者に由来するiPS細胞から大脳皮質様組織（大脳オルガノイド）への分化誘導実験に成功していた。誘導した組織中には胎生初期の大脳皮質を模した層構造が確認できた。これらの層の厚さと、そこに含まれる神経細胞の数に違いがないかを検討したが、健常者由来と統合失調症患者由来の組織とで有意な差は認められなかった。本実験の結果からは、統合失調症患者では大脳皮質の発生に明らかな異常はないと考え得る。
・中脳への分化誘導：前年度までに、PA6細胞上にiPS細胞を播種するSDIA法を用いた中脳ドーパミン神経の誘導には成功していた。先行研究を参考に、PA6細胞を用いない別の分化誘導法を試み、二次元的に培養されたiPS細胞をドーパミン神経細胞に分化誘導する方法を試み、チロシン水酸化酵素（TH）、βIIIチューブリン（TUJ1）陽性の細胞を得ることに成功した。これらの細胞を使用してドーパミン取り込み能の測定キットを用い、ドーパミンの取り込みが起こっていることを確認した。形態的、機能的にドーパミン神経の性質を有している細胞を得ることに成功した。この方法を大脳オルガノイドの分化誘導法に応用し、三次元的な組織（オルガノイド）での中脳への分化を試み、TH、TUJ1陽性の細胞が含まれる組織を得ることに成功した。しかしながら分化効率が低く、健常者および統合失調症患者に由来する中脳オルガノイドの形態的な解析を行うには至らなかった。今後はより効率よく分化誘導を行えるよう、実験条件の検討を行う必要がある。