2022 Fiscal Year Annual Research Report
A novel therapeutic strategy for ischemic stroke based on reshaping neuronal circuits in an activity-dependent manner
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19K22687
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
坪井 昭夫 大阪大学, 大学院生命機能研究科, 招へい教授 (20163868)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 弘雄 香川大学, 医学部, 講師 (20390685)
森 英一朗 奈良県立医科大学, 医学部, 准教授 (70803659)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2023-03-31
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| Keywords | 神経科学 / 神経可塑性 / 脳神経疾患 / 脳梗塞モデルマウス / 神経活動依存性 / 神経保護 / 転写因子 / 低分子量Gタンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
C）Npas4関連因子を用いた脳梗塞の治療
初代培養ニューロンを用いたin vitroの解析では、Npas4やGem遺伝子の過剰発現により、ニューロンの細胞死が抑制されることが分かった。そこで、アデノ随伴ウイルスを用いてNpas4やGem遺伝子を導入したマウスに対して脳梗塞手術を行い、その遺伝子の過剰発現による治療効果の有無を検討した。新生仔の脳室にアデノ随伴ウイルスを注入すると、ウイルスが大脳皮質に漏れて広く感染することが報告されていた。そこで、SynapsinとTet-Off promoter制御下でNpas4やGem遺伝子が発現するアデノ随伴ウイルスを、新生仔マウスの脳に注入した。数週間後、ドキシサイクリンでNpas4やGemの発現を誘導した成体マウスに対して脳梗塞手術を行うと、梗塞巣の大きさが顕著に減少することが観察された。この結果は、in vivoにおいても、Npas4やGem遺伝子の過剰発現により、虚血負荷によるニューロンの細胞死が抑制されることを示している。
D）ヒトiPS細胞由来の脳オルガノイドを用いた解析
私共は、ヒトiPS細胞を単一の細胞ではなく、複数の細胞からなるオルガノイド（臓器様細胞塊）に分化させることを試み、最近、三次元培養系を駆使して、大脳皮質オルガノイドに分化させることに成功した。そこで、ヒト脳オルガノイドに虚血様負荷を与えた場合に、マウス初代培養ニューロンと同様に、Npas4やGem遺伝子の発現誘導が起こるかどうかを調べた。その結果、ヒト大脳皮質オルガノイドにおいても虚血様負荷により，Npas4のヒトオーソログのみならず、その下流遺伝子Gemのヒトオーソログの発現も誘導されることから，Gemは脳梗塞治療の新たな創薬ターゲットとして期待される。
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| Remarks |
http://tsuboi-lab.osaka1univ2fbs3.jp/
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