2023 Fiscal Year Annual Research Report
Identifying drug targets for neuropsychiatric and neurodevelopmental disorders via brain transcriptome
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21K07820
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
野村 淳 神戸大学, 医学研究科, 学内講師 (70406528)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 神経発達症 / 疾患モデル / 染色体操作 / コピー数多型/CNV / 自閉症 / 統合失調症 / 電気生理 / オルガノイド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究が対象とする1q21.1染色体領域は約1Mb, 8遺伝子を含み，統合失調症のリスク増加に加え，注意欠陥多動性障害（ADHD），発達遅延，自閉症スペクトラム症（自閉症）リスクとの関連が報告されているコピー数多型(CNV)である．今回我々は，ヒトES(胚性幹）細胞を用いた染色体操作から，1q21.1欠失(1q21.1 del)，1q21.1重複細胞(1q21.1 dup)をそれぞれ樹立した．現在まで，神経幹細胞を多く含むニューロスフェアーの状態では，1q21.1del細胞はスフェアーの径がコントロール細胞と比べると小さく，神経細胞への分化が亢進する傾向にある一方，1q21.1dup細胞ではスフェアーの径が大きくコントロール細胞に比べ抗神経細胞分化，すなわち幹細胞の性質を強く保持する傾向が認められた．本結果は，形態学的解析のみならず，シングルセルRNAシークエンス(scRNA-seq)からも同様の結果が得られた．
神経分化能においては，1q21.1del細胞が亢進する結果が得られているが，各モデルの神経生理学的特性をin vitro MEA（Multi Electrode Array: 微小電極アレイ）で解析したところ，興味深いことにスパイク，バースト発火する頻度は1q21.1del, 1q21.1dup細胞ともにコントロール細胞に比べ顕著に増加する事が明らかとなった．なお，神経スパイクに対するGABA作動性神経細胞の抑制効果をGABAA受容体ブロッカーであるBicuculline処置により解析したところ，両細胞間で顕著な差は認められないことから，両細胞ともにGABA作動性神経細胞のインプット（影響）は同等である事が明らかとなった．
大脳皮質オルガノイドにおける大脳皮質層特異的な厚みの変化，遺伝子発現に関する解析は現在進行中である．
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