2019 Fiscal Year Research-status Report
ヒト脳スフェロイド内のグリア挙動に着目したストレスに起因する発達障害病態の解明
| Project/Area Number |
19K16263
|
|---|
| Research Institution | Kumamoto University |
|---|
Principal Investigator |
小高 陽樹 熊本大学, 発生医学研究所, 特定事業研究員 (40831243)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | iPS細胞 / ミクログリア / 脳オルガノイド / グルココルチコイド / 発達障害 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
近年、iPS細胞の培養・分化誘導技術の進歩に伴い、ヒトiPS細胞から作製した、脳の立体組織構造を有する球状オルガノイド（ヒト脳スフェロイド）が多数報告されるようになっている。ヒト脳スフェロイドは、ヒト脳における立体組織構造の発生過程をin vitroで再現できるため、脳疾患への新たなアプローチ法として注目されている。特に、発達障害においては、脳の発生期における異常が疾患病態を規定している可能性があり、脳スフェロイドを用いることによりそうした異常の詳細を明らかにすることが期待されている。一方で、これまでの脳スフェロイドには、その細胞起源の違いのため、ミクログリアが含まれておらず、ヒト脳の発生におけるミクログリアの役割は見過ごされてきた。
本研究課題では、ヒトiPS細胞から脳スフェロイドとミクログリア前駆細胞をそれぞれ誘導し、共存させて培養することで、ミクログリアを含有する脳スフェロイド（ミクログリア-ヒト脳スフェロイド）を作製する。この培養系を用いて、ミクログリアの存在が、ヒト脳スフェロイド中の神経発生に与える影響を精査し、ヒト脳の発生におけるミクログリアの役割を明らかにする。また、ミクログリア-ヒト脳スフェロイドに対し、神経発達障害の環境要因となるグルココルチコイドの曝露を行い、ミクログリアと神経系細胞に表出する表現型の異常を解析する。ミクログリアの有無が神経系細胞の表現型異常に与える影響を解析することで、神経発生障害にミクログリア-神経系細胞間の相互作用の破綻が関与する可能性を検証する。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、ミクログリア-ヒト脳スフェロイド作出のための培養条件の設定を行った。ヒトiPS細胞からミクログリアへの分化能を有するミクログリア前駆細胞（MPC）の分化誘導に成功した。このMPCをヒト脳スフェロイドと共培養することで、MPCがヒト脳スフェロイド内へ浸潤することを免疫組織染色により確認した。しかしながら、組織解析を行った共培養7日目においては、MPCはスフェロイドの表層付近にとどまっており、また、ミクログリアへは分化していないことが分かった。 今後、培養日数をさらに増やした上で、スフェロイド内への浸潤およびミクログリアへの分化が進行するか解析を行う。こうした培養条件の検討に加え、グルココルチコイド曝露の神経発生への影響を調べるための予備的検討として、通常のヒト脳スフェロイドに対するグルココルチコイドの曝露実験を実施した。グルココルチコイドを曝露した脳スフェロイドでは、増殖細胞マーカーの発現が減少しており、神経幹/前駆細胞の増殖能への影響が示唆された。
|
| Strategy for Future Research Activity |
MPC-脳スフェロイドの培養日数を増やすことで、ヒト脳スフェロイド内のMPCのスフェロイド内への浸潤およびミクログリアへの分化が進行するか解析を行う。同時に、2次元培養でミクログリアを作成した後に、ヒト脳スフェロイドと共培養を行う手法での検証も行う。ミクログリア-ヒト脳スフェロイドが作成できた段階で、グルココルチコイドの曝露実験を行い、ミクログリアの有無が神経発生障害に与える影響を精査する予定である。
|
| Causes of Carryover |
当初計画では2019年度中にミクログリア-脳スフェロイドの長期培養に要する機材および試薬を購入する予定であったが、培養系の条件検討に時間を要し、長期培養まで至らなかったため、そのための機材、試薬の購入を見送ったため、次年度使用額が生じた。2020年度は、繰越金を使い、当該機材および試薬の購入を行う予定である。
|
Research Products
(1 results)
