2021 Fiscal Year Annual Research Report
新規誘導法における患者由来iPS細胞を用いた前頭側頭型認知症の病態モデリング
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20J21586
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
佐藤 月花 慶應義塾大学, 医学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Keywords | C9ORF72 / FTD / iPS細胞 / 神経細胞 / オートファジー / poly-GA / poly-GR / DPR |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前頭側頭型認知症(FTD)は前頭葉・側頭葉を特異的に障害する神経変性疾患であるが、有効な治療法は未だ存在しない。本研究ではiPS細胞から神経幹細胞誘導過程において、Wnt,FGF8シグナルの濃度勾配を操作し、前頭葉特異的神経細胞の高効率誘導法を確立し、この誘導法を用いてC9ORF72遺伝子変異家族性FTD患者由来iPS細胞を用いたFTDの病態解析を開始している。FTD患者由来iPS細胞にてRepeat-Primed PCR法を用いてC9ORF72リピート数の異常伸張が同定された。また、FTD由来神経細胞では、神経突起行減少や細胞死増加が認められ、オートファジー受容体タンパク質P62-ユビキチン陽性凝集体が多数検出され、P62タンパクレベルを定量をした所、FTD由来神経細胞では過剰に増加している事が明らかとなった。本研究では、除去機構であるユビキチン-プロテアソーム系だけではなく、P62を介してオートファジー機能不全の両者が行唆されている。また、リソソーム膜タンパク質LAMP1陽性細胞が減少し、C9ORF72リピート異常伸行によりエンドソームの成熟を阻害し、リソソーム機能にも影響を及ぼしている事も新たに行唆された。しかし、FTDの障害を受けない行質介在ニューロンをFTD由来iPS細胞から誘導した所、P62凝集体は検出できず、オートファジー機能不全は起きていない事が示唆された。本研究では、実際のFTD臨床所行と合致する試験管内モデルの作成に成功している。更に、DPR毒性よって細胞死を引き起こすメカニズムを調べるために、毒性が最も強力である poly-GRと凝集数が最も多い poly-GAに着目し、各DPR特異的発現神経細胞を作成し、各々の毒性を検討する手法を確立させた。DPR発現神経細胞でも、細胞死やオートファジー機能不全に関する表現型を検出している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
C9ORF72遺伝子変異家族性FTD患者由来iPS細胞を用いた病態解析では、様々なオートファジーやリソソームに関する表現型の検出に成功しているが、それらを引き起こす原因として考えているDPRの検出には現状成功していない。DPRを検出できるような技術の条件検討を引き続き行う。さらに、poly-GRは不安定な発現性を持っており、安定した発現を持つ神経細胞を作成する技術開発が必要であった。また、DPR発現神経細胞と比較し疾患由来神経細胞では表現型が弱いことも明らかとなり、様々なシグナルpathwayに関して、どこに大きく異常があるかを検討する時間をかなり要したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、引き続きDPR特異的発現神経細胞や患者由来神経細胞にて、より詳細なC9ORF72特異的なFTDの表現型の検出を行う。さらに、健常者、FTD患者由来神経細胞とpoly-GA/GR特異的発現神経細胞に関してRNA-seqを行うことにより、網羅的に遺伝子発現解析を行うことで同定される「新たな病態関連分子」に着目し、現在までに明らかとなっていない新たなFTD病態解明へとつなげる。最後に、確立したFTD病態モデルを使用し、現在までに複数の報告があるFTD表現型レスキューに成功しているC9ORF72をターゲットとするアンチセンスオリゴヌクレオチド（ASO）を用いて、正常な対立遺伝子の発現を維持しながら、リピート伸張による異常発現を減少させる事で表現型をレスキューさせる。
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Research Products
(5 results)
