2021 Fiscal Year Annual Research Report
ヒト大脳皮質オルガノイドの機能を指標とした薬効評価法の開発
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20H04507
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| Research Institution | Tohoku Institute of Technology |
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Principal Investigator |
鈴木 郁郎 東北工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (90516311)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 脳オルガノイド / ヒトiPS細胞 / 微小電極アレイ / 神経伝達物質 / 電気活動 / カーボンナノチューブ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
健常者脳オルガノイドに痙攣陽性化合物を投与した応答において、用量依存的なオシレーション頻度の上昇、およびオシレーション周期に規則性が生まれること、１回のオシレーション周波数強度が増強すること、500Hz以下の低周波成分に特徴が現れることがわかった。また、ドラベ症候群やレット症候群の疾患脳オルガノイドにおいて、抗てんかん薬の作用が異なる現象が認められ、疾患オルガノイドに依存した自発活動強度の違いが観察された。その他複数種類の疾患iPS細胞から脳オルガノイドの作製し、各種抗てんかん薬を投与し、疾患に依存してどの抗てんかん薬が健常脳オルガノイドの応答に近づくかの解析法の構築を行った。神経伝達物質計測技術の開発では、酵素修飾型カーボンナノチューブ微小電極アレイを作製し、グルタミン酸のおいてはnMレベルでの検出、GABAにおいては10uMレベルでの検出に成功した。また、還流システムにより感度高くグルタミン酸が検出できることも確認できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
脳オルガノイドの微小電極アレイ計測において、低周波成分の解析が有効であることを示し、疾患脳オルガノイドにおける自発活動特性の違い、薬剤応答性の違いが検出できたことから、おおむね当初の計画通りに進んでいるといえる。また、グルタミン酸の検出感度の上昇および還流系での検出が確認できたことから、検出技術としての見込みが立った。
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| Strategy for Future Research Activity |
疾患脳オルガノイドの作製および薬剤応答データの取得を進め、取得済データを含めて解析を進めて行く。また、薬剤投与によるグルタミン酸放出の差異を検出し、薬効評価法としての有効性を示してゆく予定である。
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