2020 Fiscal Year Annual Research Report
Unraveling mechanism of pathogenesis in CHAREGE syndrome using iPSC-derived brain organoid
| Project/Area Number |
19H03623
|
|---|
| Research Institution | Keio University |
|---|
Principal Investigator |
神山 淳 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (30437511)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | ＣHARＧE症候群 / iPS細胞 / 脳オルガノイド |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
CHARGE症候群はクロマチンリモデリング因子CHD7の変異を原因とし、複数の臓器における発達異常や発生異常が見出される疾患である。CHD7は中枢神経系に存在する神経前駆細胞においてエンハンサー制御を司る遺伝子であり、その標的領域におけるエピゲノム制御の本態の解明はヒト神経発生を理解する上で重要であると考えられる。本研究ではヒトiPS細胞を用いた手法を採用し、患者由来iPS細胞を用いた解析を実施している。現在までにフィーダーフリーでの培養系から脳オルガノイドへの移行を効率化する手法を確立し、その結果としてＣHARGE症候群患者由来iPS細胞を用いた脳オルガノイドにおいて組織学的異常を見出している。また、分子機構の解明としては1細胞レベルでの解析を可能とする1細胞RNA-Seqや1細胞ATAC-Seqの手法を採用している。本年度は脳オルガノイドから1細胞レベルでの遺伝子発現解析を実施するための手法の条件検討を実施し、脳オルガノイド中に含まれる細胞集団ごとに見いだされる遺伝子発現レベル、オープンクロマチン領域を同時に見出した。一方、脳オルガノイド中に含まれる神経系細胞の成熟度が不十分であることも明らかとなった。今後は脳オルガノイドにより形成される神経組織を成熟させるために脳オルガノイドの作成方法を改良し、CHD7が脳構造に与える影響の詳細を明らかとしたい。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
iPS細胞由来脳オルガノイドにより形成される神経系組織において未分化な神経系組織の含有量が多く、特に神経細胞の成熟過程におけるCHD7の役割及びCHARGE症候群の機能解析が十分に達成できなかった。現在、脳オルガノイドの成熟方法に関して開発予定であり、次年度以降の研究開発において問題解決を図りたい。
|
| Strategy for Future Research Activity |
脳オルガノイドを利用したヒト神経発達過程におけるエンハンサー制御機構を明らかとするため1細胞レベルでの転写制御機構に注力し、解析を実施する。一部分化不良により成熟神経細胞における表現型が見出しきれない可能性があるため、2次元培養系への移行も含め実験条件を最適化することを計画している。
|
