2020 Fiscal Year Research-status Report
疾患特異的iPS細胞を用いた髄鞘形成不全症の新規細胞病態解明：活性酸素仮説の検証
| Project/Area Number |
19K08265
|
|---|
| Research Institution | National Center of Neurology and Psychiatry |
|---|
Principal Investigator |
鈴木 禎史 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 疾病研究第二部, リサーチフェロー (70465003)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 神経変性疾患 / 病態モデル構築 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、PLP1遺伝子重複によって起こる先天性大脳白質形成不全症の代表的なPelizaeus-Merzbacher病（PMD）の新規病態解明を行うことである。本研究では、PLP1重複変異を有する患者から樹立した疾患特異的iPS細胞を用いて、病態モデルの作製、PLP1過剰発現がもたらすオリゴデンドロサイト（OLs）の分子・細胞病態を解明し、その病態機序が髄鞘化に及ぼす影響を、神経細胞との共培養による軸索‐髄鞘の機能的解析から検証する。2019年度に明らかとしたOLs分化誘導の早期におけるミトコンドリア膜電位の低下、細胞内活性酸素種（ROS）の上昇について、他の重複変異を有する患者から作製したiPS細胞株（PMD22）を用いて解析を行ったところ、PMD21（2019年度解析株）と同様に、ROSの上昇を示した。これらの細胞内異常が前駆細胞の段階で起きているかどうか調べるために、PMD22、PMD62、PMD64を用いてオリゴデンドロサイト前駆細胞（OPC）分化誘導時の経時的な解析を行った。OPCs誘導の早期に有意な差は見られなかったが、後期において、細胞内ROS、ミトコンドリアROSの顕著な上昇を示した、OPCsの段階で、すでにミトコンドリアに障害が生じ、ROSの産生が増加したと考える。また、これらの結果は、PLP1重複による共通の障害であると示唆される。さらに、一部のOPCsでHIF1a（低酸素誘導因子）陽性細胞を検出した。HIF1aの存在が、病態に関係しているか検討中である。髄鞘化解析を行うために、ヒトiPS細胞から誘導した神経細胞との共培養系を構築しているところだが、神経細胞についても同様の解析を行ったところ、誘導効率に大きな差は無いが、PMD-神経細胞においても、ROSの上昇を認めている。現在、軸索伸長や細胞死についても検討している。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
オリゴデンドロサイト（OLs）への最終分化誘導を改善するために、誘導法の変更と改善検討を行ったため。それに伴い、ROSによって生じる網羅的な遺伝子発現変化解析のサンプリングに時間がかかっているため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
OPCsで起こる細胞内異常がPMD（PLP1重複変異）の共通病態であるかどうか調べるために、インヒビター、アクチベーターを使用して、OPCsの表現型解析、OLsへの最終分化効率や神経軸索への髄鞘化の検討を行っていく。
研究計画書の通り、PMD-iPS細胞から分化誘導した細胞における細胞自律的な細胞病態を解明するために、活性酸素(ROS)上昇に焦点を当てた網羅的表現型解析を行っていく。本研究によって、髄鞘化不全による二次障害と考えられてきた神経障害が、細胞自律的な障害である可能性を見出したことから、神経細胞の詳細な表現型を検討し、PLP1重複変異によって起こる正確な病態像を明らかにしていく。
|
| Causes of Carryover |
誘導方法変更と改善検討によって、サンプリングに遅れが生じたため。
遺伝子発現変化の網羅的解析を行う
|
