2023 Fiscal Year Research-status Report
The analysis of synapse pathology in motor neuron diseases using iPSCs
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21K07471
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| Research Institution | Aichi Medical University |
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Principal Investigator |
丹羽 淳一 愛知医科大学, 医学部, 教授 (50378022)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡田 洋平 愛知医科大学, 加齢医科学研究所, 教授 (30383714)
伊藤 卓治 愛知医科大学, 加齢医科学研究所, 助教 (30794151) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 疾患特異的iPS細胞 / 運動ニューロン疾患 / 神経筋接合部 / 運動ニューロン / 骨格筋 / オプトジェネティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
運動ニューロンと骨格筋は主に神経筋接合部（Neuromuscular junction：NMJ）を介して情報伝達を行うため、このような疾患の病態解析のためには、NMJを介した運動ニューロンと骨格筋の相互作用を機能的に解析し得るモデルの開発が必要である。しかし、運動ニューロンと骨格筋の相互作用を一つの機能単位として捉え、NMJのシナプス機能を解析し得る疾患モデルの報告は乏しい。本研究では、ヒトiPS細胞を用いた神経・筋共培養システムを構築し、その機能性を明らかにすることで、様々な神経筋疾患の病態解析に応用することを目的としている。
まず、ヒトiPS細胞から誘導した運動ニューロンと骨格筋による共培養を行い、神経筋接合部（NMJ）を形成させ、その過程を経時的に捉えることに成功した。次に、生理学的解析に用いるプローブの表面処理を改善し、培養条件を検討することで、プローブ上での安定的な共培養が可能になった。この方法を用いて、チャネルロドプシンを導入した運動ニューロンと骨格筋を共培養し、NMJの機能性を捉えることに成功した。さらに、三次元培養の手法を用いて、iPS細胞から三次元骨格筋組織を作成することに成功しており、さらなる解析を進めていく予定である。
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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
NMJの機能性を解析し得る共培養システムや、三次元骨格筋組織の培養法を確立できており、概ね順調に進捗していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
三次元骨格筋組織を用いた解析、疾患特異的iPS細胞を用いた解析等を進めていく予定である。
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| Causes of Carryover |
効率的な研究費の使用により次年度使用額が生じた。引き続き、実験試薬や実験器具等の消耗品の購入等に当てる予定である。
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[Journal Article] Genetic factors affecting survival in Japanese patients with sporadic amyotrophic lateral sclerosis: a genome-wide association study and verification in iPSC-derived motor neurons from patients2023
Author(s)
Nakamura R, Tohnai G, Nakatochi M, Atsuta N, Niwa J, Doyu M, Onodera K, Ito T, Okada Y, Okano H, Sobue G, JaCALS study group et al.,
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Journal Title
J Neurol Neurosurg Psychiatry
Volume: 94
Pages: 816-824
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Simple and efficient differentiation of human iPSCs into contractible skeletal muscles for muscular disease modeling2023
Author(s)
Rashid MI, Ito T, Miya F, Shimojo D, Arimoto K, Onodera K, Okada R, Nagashima T, Yamamoto K, Khatun Z, Shimul RI, Niwa J, Katsuno M, Sobue G, Okano H, Sakurai H, Shimizu K, Doyu M, Okada Y*
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 13
Pages: 8146
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Elucidating early pathophysiology of spinal-bulbar muscular atrophy using disease-specific iPSCs2023
Author(s)
小野寺 一成, 下門 大祐, 石原 康晴, 太田 明伸, 宮 冬樹, Rashid Muhammad Irfanur, 伊藤 卓治, 岡田 梨奈, 細川 好孝, 道勇 学, 祖父江 元, 勝野 雅央, 岡野 栄之, 岡田 洋平
Organizer
第64回日本神経学会学術大会
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[Presentation] Exploration of pathogenic molecules in motor neuron disease using the human ipsc-derived neuromuscular model2023
Author(s)
Ito T, Rashid MI, Onodera K, Okada R, Shimojo D, Tanaka S, Katsuno M, Sobue G, Doyu M, Okano H, Okada Y
Organizer
第46回日本分子生物学会年会
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[Presentation] Establishment of a more efficient disease model for ALS using feeder-free disease specific iPSCs2023
Author(s)
Khatun Z, Onodera K, Yamaguchi S, Okada R, Ito T, Rashid MI, Inoue H, Aoki M, Okano H, Doyu M, Okada Y
Organizer
第46回日本分子生物学会年会
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[Presentation] Genetic factors affecting survival in Japanese patients with sporadic amyotrophic lateral sclerosis: a genome-wide association study and verification in iPSC-derived motor neurons from patients2023
Author(s)
Nakamura R, Tohnai G, Nakatochi M, Niwa JI, Doyu M, Fujimori K, Morimoto S, Okada Y, Okano H, Sobue G et al.,
Organizer
34th international symposium on ALS/MND
Int'l Joint Research
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