Drug development for Alzheimer-like dementia related to Down syndrome using iPSC-derived cortical organoid

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K08344
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Awaya Tomonari 京都大学, 医学研究科, 特定講師 (20589593)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: iPS細胞 / ダウン症候群 / 中枢神経 / ミクログリア / アルツハイマー病

Outline of Final Research Achievements

We differentiated CNS cells, cerebral organoids, and microglia from Down syndrome iPSCs, and compared gene expression levels of APP and DYRK1A with control samples. The expression levels of the genes on chromosome 21 were mostly over than 1.5 fold in the DS-derived cells, however, cerebral organoids derived from DS-iPSC showed no apparent accumulation of beta-amyloid protein or tau even after 196 days of differentiation.

Free Research Field

小児神経学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

この研究ではiPS細胞を使ってダウン症の中枢神経病態を再現し、アルツハイマー様の急激退行症の病態とその改善法を検討することを試みたものです。iPS細胞から大脳オルガノイドというヒトの脳に類似した組織を作り出すことが出来ましたが、7か月程度の培養ではアルツハイマー病に関連した明確な変化は得られませんでした。一方、アルツハイマー病に関連するAPP遺伝子、DYRK1A遺伝子等の遺伝子は予想通りダウン症由来の細胞で高発現しており、これらの細胞を用いてダウン症が有するアルツハイマー病のリスクと病態との関連について、今後検討していくことが出来ると考えられます。