Bipolar disorder iPS cell model focused on intracellular calcium dynamics

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K16672
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 52030:Psychiatry-related
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: Takamatsu Gakuya 琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (90801431)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 双極性障害 / iPS細胞 / うつ病 / 病態生理 / カルシウムイメージング / リプログラミング / 疾患モデル / 神経細胞

Outline of Final Research Achievements

To clarify the pathophysiology of bipolar disorder, iPS cells were generated from patients from families with multiple bipolar disorders and differentiated into neurons in vitro. Calcium imaging demonstrated that the frequency of neuronal activity was increased in neurons derived from bipolar disorder patients compared to healthy controls. Due to technical problems and the effects of the COVID-19, long-term analysis was unable to complete in the research period. In the future, we will apply electrical techniques as well as calcium imaging to elucidate in detail the neuronal activity in neurons derived from bipolar disorder patients.
In addition, bipolar disorder iPS cells were published in an international journal as a resource for future collaboration.

Free Research Field

精神医学、細胞生物学、神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

双極性障害の原因や病態生理はほぼ不明で、病態解明や治療薬開発の手がかりとなるツールも乏しい。そこでiPS細胞を培養室で神経細胞などの脳を構成する細胞に分化させ、患者の生きた細胞による病態研究が期待されている。しかし、双極性障害患者のiPS細胞由来神経細胞がどのような異常を示すかはまだよくわかっていない。本研究では、双極性障害の患者から作成した神経細胞は健常者に比べて神経活動の頻度の亢進を示した。この細胞は双極性障害の貴重な細胞モデルとして、将来的に病態研究や治療薬開発に貢献する可能性がある。本研究は双極性障害病態研究の基盤形成の一段階として、大きな意義をもつ。