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2023 Fiscal Year Annual Research Report

自閉症ヒト脳オルガノイドの表現解析による病態の基礎的理解

Research Project

Project/Area Number 21H04813
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

内匠 透  神戸大学, 医学研究科, 教授 (00222092)

Project Period (FY) 2021-04-05 – 2024-03-31
Keywords自閉症 / ES細胞 / コピー数多型
Outline of Annual Research Achievements

自閉スペクトラム症(自閉症)は社会性の障害に代表される神経発達症(発達障害)であり、その発症にはコピー数多型(CNV)によるゲノム変異等の遺伝的寄与が示唆されている。我々は世界に先駆けてCNVの自閉症ヒト型モデルマウス、また自閉症細胞モデル(Autism in a dish)として、独自に開発した次世代染色体工学を用いて65種類からなる網羅的マウス胚性幹(ES)細胞ライブラリーを構築した。本ライブラリーは世界唯一の貴重なリソースとなる。その中の主に12種類(3q29, 7q11.23, 15q11.2, 15q13.3, 16p13.2, 17q11.2, 17q12, Xq27.3, Xq28)のマウスES細胞モデルをもしいた解析では、分子、形態から機能に至る多面的な解析を取り入れることにより、病態の総合的理解を得るためのデータを取ることができた。とりわけ、シングルセルRNA-seqの解析により、これまで知られていた病態パスウェイに加えて、新たに翻訳系パスウェイの異常を見出した。さらに、1q21.1欠損及び重複のヒトES細胞モデルを用いて、神経をはじめとする2次元培養並びに3次元オルガノイド脳培養を組み合わせて、分子、形態から機能に至る多面的な解析を取り入れることにより、ヒト病態の総合的理解を得るためのデータを取ることができた。本成果は、自閉症を含む精神疾患の病態パスウェイやハブ遺伝子などの創薬シーズに繋がるだけでなく、CNVの発現制御機構の解明というゲノム異常の基盤的理解をもたらす

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (31 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 8 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 9 results)

  • [Int'l Joint Research] Hospital for Sick Children/McMaster Univeristy(カナダ)

    • Country Name
      CANADA
    • Counterpart Institution
      Hospital for Sick Children/McMaster Univeristy
  • [Int'l Joint Research] University of Melbourne(オーストラリア)

    • Country Name
      AUSTRALIA
    • Counterpart Institution
      University of Melbourne
  • [Int'l Joint Research] University of Edinburgh/University of Sheffield(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      University of Edinburgh/University of Sheffield
  • [Int'l Joint Research] Max Planck Institute(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Max Planck Institute
  • [Journal Article] FAM81A is a postsynaptic protein that regulates the condensation of postsynaptic proteins via liquid?liquid phase separation2024

    • Author(s)
      Kaizuka Takeshi、Hirouchi Taisei、Saneyoshi Takeo、Shirafuji Toshihiko、Collins Mark O.、Grant Seth G. N.、Hayashi Yasunori、Takumi Toru
    • Journal Title

      PLOS Biology

      Volume: 22 Pages: e3002006

    • DOI

      10.1371/journal.pbio.3002006

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] End-to-end deep learning approach to mouse behavior classification from cortex-wide calcium imaging2024

    • Author(s)
      Ajioka Takehiro、Nakai Nobuhiro、Yamashita Okito、Takumi Toru
    • Journal Title

      PLOS Computational Biology

      Volume: 20 Pages: e1011074

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1011074

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Remodeling of the postsynaptic proteome in male mice and marmosets during synapse development2024

    • Author(s)
      Kaizuka Takeshi、Suzuki Takehiro、Kishi Noriyuki、Tamada Kota、Kilimann Manfred W.、Ueyama Takehiko、Watanabe Masahiko、Shimogori Tomomi、Okano Hideyuki、Dohmae Naoshi、Takumi Toru
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 15 Pages: 2496

    • DOI

      10.1038/s41467-024-46529-9

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] An old model with new insights: endogenous retroviruses drive the evolvement toward ASD susceptibility and hijack transcription machinery during development2023

    • Author(s)
      Lin Chia-Wen、Ellegood Jacob、Tamada Kota、Miura Ikuo、Konda Mikiko、Takeshita Kozue、Atarashi Koji、Lerch Jason P.、Wakana Shigeharu、McHugh Thomas J.、Takumi Toru
    • Journal Title

      Molecular Psychiatry

      Volume: 28 Pages: 1932~1945

    • DOI

      10.1038/s41380-023-01999-z

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Virtual reality-based real-time imaging reveals abnormal cortical dynamics during behavioral transitions in a mouse model of autism2023

    • Author(s)
      Nakai Nobuhiro、Sato Masaaki、Yamashita Okito、Sekine Yukiko、Fu Xiaochen、Nakai Junichi、Zalesky Andrew、Takumi Toru
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 42 Pages: 112258~112258

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2023.112258

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Germ‐cell‐specific transcriptome analysis illuminates the chromatin and ubiquitin pathway in autism spectrum disorders2023

    • Author(s)
      Furukawa Sawako、Nomura Jun、Hanafusa Hiroaki、Maegawa Hiroko、Takumi Toru
    • Journal Title

      Autism Research

      Volume: 16 Pages: 1101~1110

    • DOI

      10.1002/aur.2939

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Social circuits and their dysfunction in autism spectrum disorder2023

    • Author(s)
      Sato Masaaki、Nakai Nobuhiro、Fujima Shuhei、Choe Katrina Y.、Takumi Toru
    • Journal Title

      Molecular Psychiatry

      Volume: 28 Pages: 3194~3206

    • DOI

      10.1038/s41380-023-02201-0

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The East Asian?Specific Risk Genes in Autism Spectrum Disorder2023

    • Author(s)
      Tamada Kota、Takumi Toru
    • Journal Title

      Biological Psychiatry

      Volume: 94 Pages: 762~764

    • DOI

      10.1016/j.biopsych.2023.09.002

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The blues and rhythm2023

    • Author(s)
      Imamura Kiyomichi、Bota Ayaka、Shirafuji Toshihiko、Takumi Toru
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.1016/j.neures.2023.11.004

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 自閉症と免疫担当細胞2024

    • Author(s)
      内匠 透
    • Organizer
      第8回日本骨免疫学会ウィンタースクール、International Conference on Neuroscience and Osteoimmunology, Neuro-osteoimmunology Summit
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Modulation of social brain circuit in the anterior insular cortex neurons2024

    • Author(s)
      Shuhei Fujima, Masaaki Sato, Nobuhiro Nakai, Toru Takumi
    • Organizer
      S4SN, Society for Social Neuroscience 2024 annual meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マウスVRシステムを用いたこころの可視化と操作への取組み2023

    • Author(s)
      内匠 透
    • Organizer
      第62回日本生体医工学会大会
    • Invited
  • [Presentation] Brain Science of Neurodevelopmental Disorders2023

    • Author(s)
      Toru Takumi
    • Organizer
      ASCAPAP 2023, The 11th Congress of The Asian Society Child and Adolescent Psychiatry and Allied Professions
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 自閉症の物質的基盤2023

    • Author(s)
      内匠 透
    • Organizer
      第64回日本神経病理学会総会学術研究会、第66回日本神経化学会大会合同大会
    • Invited
  • [Presentation] Beyond the synapse in autism2023

    • Author(s)
      Toru Takumi
    • Organizer
      The 16th Annual Meeting of Chinese Neuroscience Society & The 2nd CJK International Meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Neurobiology of social behavior and autism2023

    • Author(s)
      Toru Takumi
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] Genetic dissection identified Necdin as a driver gene in 15q11-13 duplication syndrome2023

    • Author(s)
      Kota Tamada, Toru Takumi
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
    • Invited
  • [Presentation] 細胞モデルを用いた結節性硬化症の病態シグナル解析2023

    • Author(s)
      野村 淳、内匠 透
    • Organizer
      第11回日本結節硬化症学会学術総会
    • Invited
  • [Presentation] 細胞モデルを用いた結節性硬化症の病態シグナル解析2023

    • Author(s)
      内匠 透
    • Organizer
      日本情動学会第12回大会
    • Invited
  • [Presentation] 細胞モデルを用いた結節性硬化症の病態シグナル解析2023

    • Author(s)
      内匠 透
    • Organizer
      日本発達神経科学学会第12回学術集会
    • Invited
  • [Presentation] Modulation of social brain circuit in the anterior insular cortex neurons2023

    • Author(s)
      Shuhei Fujima, Masaaki Sato, Nobuhiro Nakai, Toru Takumi
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] マウスの皮質活動に基づくASDの行動状態依存的な深層学習分類2023

    • Author(s)
      福田 純礼、味岡 雄大、中井 信裕、内匠 透
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] In vivo calcium imaging in ACC for revealing cellular mechanism of memory consolidation2023

    • Author(s)
      蒋 欣知、棒田 亜耶花、後藤 明弘、村井 祐希、内匠 透、林 康紀
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] マルチモーダルVRによるマウス社会行動時の皮質機能ネットワーク解析2023

    • Author(s)
      鈴木 真生、中井 信裕、大隅 典子、内匠 透
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] 遺伝要因および環境要因に基づいた異なる自閉スペクトラム症モデルマウスにおける社会記憶の異常2023

    • Author(s)
      佐藤正晃、木村実希、宮本裕也、上田愛、幕内瑞恵、内匠透、吉岡充弘、大村優
    • Organizer
      第54回日本神経精神薬理学会年会
  • [Presentation] Processing of social information via inhibitory neurons in the insular cortex2023

    • Author(s)
      Shuhei Fujima, Masaaki Sato, Nobuhiro Nakai, Toru Takumi
    • Organizer
      Neuroscience 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characterization of synaptic and neuronal maturation in models of neurodevelopmental disorders with altered GABAA receptor signaling2023

    • Author(s)
      J.M. Schulz, K. Behr, E.A. Kaplanian, C. Villegas Diaz, T. Takumi and M.-C. Hernandez.
    • Organizer
      Neuroscience 2023
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2024-12-25  

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