2015 Fiscal Year Research-status Report
ゲノムコピー数異常が発達障害を来たすメカニズムの解明
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24791090
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| Research Institution | Tokyo Women's Medical University |
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Principal Investigator |
下島 圭子 東京女子医科大学, 医学部, 特任助教 (30578935)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | iPS細胞 / 発達障害 / 神経細胞遊走障害 / ニューロン / シナプス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アレイCGH解析によりゲノムコピー数異常が発生要因と同定された発達障害患者から皮膚線維芽細胞を採取し、疾患iPS細胞を樹立して神経系細胞に分化誘導させて病態解析を行っている。具体的には神経分化の時間的経過に沿って網羅的な遺伝子発現解析を行い、神経分化過程における疾患特異的な遺伝子発現の同定、神経細胞の遊走を接着培養により測定、また分化誘導した神経系細胞のミクロレベルで比較することによって、ゲノムコピー数異常が発達障害をきたすメカニズムを解明することが本研究の目的である。
異なる原因遺伝子によって神経細胞遊走障害を来たし、発達障害を示している患者2例において、終脳への分化誘導過程において共通する遺伝子の発現低下を見出した。患者における神経細胞のミクロレベルでの差を評価するためには成熟したニューロンへの分化誘導が必須であるため、神経分化法にマウスアストロサイトとの共培養を組み合わせ、培養条件の検討を行った。その結果、正常コントロールiPS細胞において免疫染色によるスパインの観察と、電気生理学的解析による活動電位の測定によって、成熟ニューロンまで分化させることに成功した。この結果をもとに、疾患iPS細胞を用いて同様の神経分化法を行った。てんかん脳症を来たし発達障害を認める患者由来iPS細胞を対象に同様の神経分化を行い、ニューロンを解析したところ、スパインの形成不全と活動電流の減弱を認めた。
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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
神経分化誘導法にマウスアストロサイトとの共培養を組み合わせて、成熟ニューロンまで分化誘導することに成功した。この分化誘導法を用いることによって、ニューロンのミクロレベルでの解析法の確立まで到達することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
レンチウイルスベクターを用いて正常コントロールiPS細胞と疾患iPS細胞をそれぞれ異なる蛍光色素で標識し、同一のＤishで神経分化誘導を行う。これによって、培養状態、細胞の生きの良さを統一出来、さらに神経ネットワークの成熟度の影響を無視できる状況下でニューロンにおける疾患特異的変化の有無を観察する。
スパインの形態や密度の評価、電気生理学的解析での膜電位、活動電流の測定を行う。
ゲノム編集（CRISPR/Cas9）により、正常コントロールiPS細胞から疾患ゲノム変異をもつiPS細胞を作製し、同様に神経分化させて表現型を観察する。表現型に異常が生じた場合は、ゲノムレベルでの正常化により表現型も正常化するかどうかを試みる。
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| Causes of Carryover |
平成26年12月から4月末まで産前産後休暇と育児休暇を取得しており、その間研究を中断したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
iPS細胞の神経分化誘導に必要な培地と添加試薬、Dishなどの消耗品を購入する。
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[Journal Article] Detailed analysis of 26 cases of 1q partial duplication/triplication 1 syndrome.2016
Author(s)
Watanabe S, Shimizu K, Ohashi H, Kosaki R, Okamoto N, Shimojima K, Yamamoto T, Chinen Y, Mizuno S, Dowa Y, Shiomi N, Toda Y, Tashiro K, Shichijo K, Minatozaki K, Aso S, Minagawa K, Hiraki Y, Shimokawa O, Matsumoto T, Fukuda M, Moriuchi H, Yoshiura K, Kondoh T.
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Journal Title
Am J Med Genet A
Volume: 170A
Pages: 908-917
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Mutations in the genes encoding eukaryotic translation initiation factor 2B in Japanese patients with vanishing white matter disease.2015
Author(s)
Shimada S, Shimojima K, Sangu N, Hoshino A, Hachiya Y, Ohto T, Hashi Y, Nishida K, Mitani M, Kinjo S, Tsurusaki Y, Matsumoto N, Morimoto M, Yamamoto T.
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Journal Title
Brain Dev
Volume: 37
Pages: 960-966
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Microarray analysis of 50 patients reveals the critical chromosomal regions responsible for 1p36 deletion syndrome-related complications.2015
Author(s)
Shimada S, Shimojima K, Okamoto N, Sangu N, Hirasawa K, Matsuo M, Ikeuchi M, Shimakawa S, Shimizu K, Mizuno S, Kubota M, Adachi M, Saito Y, Tomiwa K, Haginoya K, Numabe H, Kako Y, Hayashi A, Hiraki Y, Minami K, Watanabe K, Miura K, Chiyonobu T, Imai K, Maegaki Y, Nagata S, Kosaki K, Yamamoto T, et al.
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Journal Title
Brain Dev
Volume: 37
Pages: 515-526
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Single nucleotide variations in CLCN6 identified in patients with benign partial epilepsies in infancy and/or febrile seizures.2015
Author(s)
Yamamoto T, Shimojima K, Sangu N, Komoike Y, Ishii A, Abe S, Yamashita S, Imai K, Kubota T, Fukasawa T, Okanishi T, Enoki H, Tanabe T, Saito A, Furukawa T, Shimizu T, Milligan CJ, Petrou S, Heron SE, Dibbens LM, Hirose S, Okumura A.
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Journal Title
Plos One
Volume: 10
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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