Investigation of pathology of intractable central nervous disorders using human brain organoids

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K16606
• Research Institution: Nara Medical University
• Principal Investigator: 江浦 信之 奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (30745360)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ヒト脳オルガノイド / Mowat-Wilson症候群 / ZEB2 / 神経発生学

Outline of Annual Research Achievements

ZEB2（Zinc finger E-box-binding homeobox 2）遺伝子欠損により生じるMowat-Wilson症候群（MWS）の病態機序解明・治療法開発に向けて，脳オルガノイドを用いた疾患モデルを作成し，その表現型を解析することを目的とした．昨年度，申請者はCRISPR/Cas9を用いたゲノム編集を行い，ZEB2ノックアウト（KO）ヒトES細胞を作製し，そのES細胞を用いて大脳皮質オルガノイド（CO），脳幹オルガノイド（BSO）を樹立，定量PCR，免疫組織化学を用いて評価した．今年度（2021年度），申請者はWT-BSOとZEB2KO-BSOを用いて一細胞RNA sequencingを行った．その結果，ZEB2-KO BSOでは，pluripotencyや，神経堤細胞の移動に関連する遺伝子群の発現がWT-BSOと比較して低下していた．また，表現型として見られた特異的な所見を反映する遺伝子発現の低下も確認された．これらの所見は，ZEB2遺伝子の欠損に基づくMWSの病態を反映したものと考えられた．一方で，ZEB2-KO BSOではWT-BSOと比較して，ある遺伝子群の発現が増加しており，これはMWSの臨床的特徴を反映するものであると考えられた。以上から，ZEB2-KO BSOは，Mowat-Wilson症候群を再現する疾患モデルとして有用であると考える．引き続き，pseudotime解析を含めた詳細な検討を行っている．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

一細胞RNA-sequencingによるZEB2KO-BSOの形質評価を進めることができている。

Strategy for Future Research Activity

RNA sequencingを含むマルチオミックス解析を進めていく．

Causes of Carryover

今年度中予定していたRNA-seqまで至ることができず，次年度繰り越しが生じた．次年度に進めるオミックス解析で使用する予定としている．