Investigation of pathogenesis and development of novel therapies focusing on mitochondrial function in Rett syndrome

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K17163
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Hirofuji Yuta 九州大学, 歯学研究院, 助教 (80759746)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: Rett症候群 / MeCP2 / 乳歯歯髄由来幹細胞 / ドーパミン作動性ニューロン / ミトコンドリア

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to elucidate the pathological mechanisms of MeCP2-deficient dopaminergic neurons (DNs) differentiated from stem cells from human exfoliated deciduous teeth(SHEDs) obtained from Rett syndrome(RTT) patients. We analyzed normal MeCP2-expressing SHEDs and MeCP2-deficient SHEDs derived from RTT affected children, and found that the neurite outgrowth defects observed in MeCP2-deficient DNs were ameliorated by the addition of BDNF known as mitochondria activator. We also found that extracellular BDNF protein levels were decreased in MeCP2-deficient DN, despite increased BDNF mRNA expression. This suggests that extracellular secretion of BDNF may be impaired in MeCP2-deficient DN.

Free Research Field

口腔科学分野 成長および発育系歯学関連

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

先天異常における詳細な発症機序の解明と根本的な治療法の開発には、互いに補完し合う多種多様な疾患モデルが必要である。本研究の学術的意義として、Rett症候群患者由来の脱落乳歯歯髄幹細胞が、脳内ドーパミン作動系の病態モデル細胞の1つとなり得ることを示した。さらに既知のミトコンドリア機能活性化薬を用いて、ミトコンドリア機能の観点からRett症候群の病態解析を行うことで、ミトコンドリア標的薬開発へと展開できる可能性について示した。また社会的意義として、小児歯科医療が、先天異常に罹患した小児の健全な口腔発育のサポートだけでなく、脱落乳歯を活用した先天異常の病態解明研究にも貢献し得るという価値を示した。