2021 Fiscal Year Annual Research Report
Phenotypic analyses of Alzheimer's disease using hiPSC-derived 2D/3D culture models
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21J21244
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
SUPAKUL SOPAK 慶應義塾大学, 医学研究科, 特別研究員(DC1)
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2021-04-28 – 2024-03-31
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| Keywords | アルツハイマー病 / iPS細胞 / 性差 / 性ホルモン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度は、バイオマーカーを用いた確定診断が下された孤発性AD 患者をリクルートし、尿や血液から合計20株の新規iPS細胞の樹立に成功した。それらの症例に対して、AD関連一塩基多型（SNP）のスクリーニングも行った。また、AD患者由来iPS細胞株を神経細胞に分化誘導し、表現型解析（（i）ELISA法を用いた分泌アミロイドβ（Aβ）の測定；（ii）Caイメージングを用いた、神経細胞興奮性の確認；（iii）免疫組織染色やWestern Blot法を用いたタウタンパク質断片化の観察と定量））を行っている。AD 株がコントロール株と比べ、神経細胞の興奮性、及び分泌 Aβ が上昇している事を確認した。また、Aβ産生に関わる酵素を阻害する薬剤を投与した後では、分泌 Aβの低下が認められたことから、Aβ産生に作用する薬剤反応性も確認できる実験系の確立に成功している。
続いて、細胞非自律的な性差因子として、性ホルモンの17β-エストラジオール（E2）を処置した所、投与15分後には、Caイメージングにおいて、Ca振動頻度の上昇が認められた。さらに、E2を4日間処置後には神経突起伸長及び複雑さの上昇が認められた。これらは、E2の効果として急性的な効果と慢性的な効果があることを示していた。さらに、E2投与後の分泌Aβの量・リン酸化タウタンパク量の変化、細胞死の予防効果、神経細胞形態（シナプス数、神経樹状突起スパイン）の変化を調べ、E2のiPS細胞由来神経細胞に対する治療効果を検証している。
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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
In vitro系における疾患の表現型が確認できており、また性差の効果として着目した性ホルモン（17β-エストラジオール）の治療効果もin vitro培養系で確認することに成功している。今後はこれらの指標を用いて、新規樹立したアルツハイマー病（AD）患者のiPS細胞を用いた患者の層別化を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
確立されたAD表現型の確認及びE2投与後の反応を用いて、樹立された様々なAD患者由来iPS細胞株から作製した2D及び3D培養系を用いて、細胞自律的・非自律的効果によるAD層別化を進める予定である。
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