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Brain Organoid Analysis of Sleep/wake Cycles

Research Project

Project/Area Number 18J00052
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Neurophysiology / General neuroscience
Research InstitutionKyoto University
Research Fellow 田宮 寛之  京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 特別研究員(PD)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords視交叉上核(SCN) / 脳オルガノイド / 同期振動 / Per2 / 視床下部 / オルガノイド / 三次元培養 / ES細胞 / 視交叉上核
Outline of Annual Research Achievements

本年度は時計遺伝子レポーターES細胞を用いた分化誘導系の改良と,移植実験・発光計測に取り組んだ.
発光測定では, 視交叉上核でしかみられない時計遺伝子の同期振動は3週間以上の観察がなされ, 神経活動依存性も証明することができた.

シングルセルRNA Seqの結果では, SCN近傍の視床下部がピンポイントで誘導されており, SCNの誘導効率は2割を超えていた. 間脳のわずか1/1000程度にすぎないSCNの誘導効率としては非常に高い効率が得られている. 非常に限られた領域がピンポイントで誘導されているため, 系譜解析に適した系であると考えられるため, 現在はシングルセルRNA Seqの時系列サンプリングによる偽時系列解析を施行中である.

また, 京都府立医科大学との共同研究の移植実験では, 試験管内脳回路に行動が支配されたマウスの作製が少しずつ見えてきており, インパクトの大きい仕事になる可能性が見込まれる. コロナ禍の影響で施行できない時期も多いものの, 年度明け早々に再開予定である. この試みが達成されれば, 真に機能的な脳組織の作製系の構築となり, 発生学的な研究・時間生物学的な研究・医学的な研究への発展性が期待される.

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(8 results)

All 2020 2019

All Journal Article (1 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 6 results)

  • [Journal Article] 幹細胞からの脳組織形成技術. ES細胞やiPS細胞から脳組織を分化させる技術の現状とその応用について.2020

    • Author(s)
      田宮寛之, 永樂元次.
    • Journal Title

      Clinical Neuroscience

      Volume: 38-12 Pages: 1526-1529

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Sleep-Awake cycle research using brain oragnoids.2020

    • Author(s)
      ○Tamiya H (Eiraku Group).
    • Organizer
      ASHBi Colloquium. No. 10
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 発生時計依存的な体内時計形成の試験管内再現: 細胞時計と中枢時計.2020

    • Author(s)
      ○田宮寛之, 永樂元次.
    • Organizer
      シンポジウム12 発生過程における時空間制御機構.
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 脳オルガノイドを用いた体内時計研究2020

    • Author(s)
      田宮 寛之(発生システム制御分野)
    • Organizer
      医工学フォーラム 2019年度特別学術講演会 (COVID19のパンデミックにより中止)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Establishment of brain organoid system for 3D mature functional central clock. (Poster採択)2020

    • Author(s)
      Hiroyuki Tamiya
    • Organizer
      ASHBi Symposium 2020 Human Development, Genetics and Evolution. (COVID19のパンデミックにより中止)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 発生時計依存的な体内時計形成の試験管内再現: 細胞時計と中枢時計2020

    • Author(s)
      田宮寛之, 永樂元次
    • Organizer
      第72回日本細胞生物学会大会シンポジウム 発生過程における時空間制御機構(COVID19のパンデミックにより中止)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Circadian clock research using brain organoids2019

    • Author(s)
      Hiroyuki Tamiya MD. PhD.
    • Organizer
      京都大学大学院 臓器作製コース 115th再生医療・臓器再建医学コースミーティング -Regenerative Medicine and Organ Reconstruction-
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ES/iPS細胞から脳を創り体内時計を研究する2019

    • Author(s)
      田宮寛之(旭丘54期)
    • Organizer
      愛知県立旭丘高校 理科特別講座 京都大学へ行こう. iPS細胞研究所
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2021-12-27  

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