ヒト多能性幹細胞の分化誘導系を用いた小脳の形態形成機構の解析

• 研究課題/領域番号: 15K07089
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 六車 恵子 国立研究開発法人理化学研究所, 多細胞システム形成研究センター, 専門職研究員 (30209978)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 小脳 / ヒト多能性幹細胞 / プルキンエ細胞 / 神経分化 / 三次元立体培養 / 自己組織化 / 脳オルガノイド / 三次元培養 / 神経変性

研究成果の概要

再生医学研究で注目されるES細胞やiPS細胞から、様々な細胞を分化誘導する実験系は、発生生物学においても強力な研究手段となりうる。研究代表者はこれまで、幹細胞から発生過程を再現する研究を通じて、マウスES細胞から小脳神経細胞を分化誘導する培養法を開発し、これをヒトES細胞に応用できることを見出した。本研究課題では、この分化培養法を脊髄小脳変性症患者から作製したiPS細胞にも応用し、iPS細胞に由来する分化した小脳プルキンエ細胞の脆弱性が病型によって異なることを見出した。本研究課題で開発した小脳細胞の分化誘導方法が、神経変性疾患の病態解明のための解析系として活用できる可能性を示すことができた。

研究成果

• [雑誌論文] Self-organizing cortex generated from human iPSCs with combination of FGF2 and ambient oxygen. (2018)
  • 著者名/発表者名: Eguchi N, Sora I, Muguruma K.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 498 号: 4 ページ: 729-735
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.03.049
  • NAID: 120006462318
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Self-organized cerebellar tissue from human pluripotent stem cells and disease modeling with patient-derived iPSCs (2018)
  • 著者名/発表者名: Muguruma K
  • 雑誌名: Cerebellum 巻: 17 号: 1 ページ: 37-41
  • DOI: 10.1007/s12311-017-0905-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 3D culture for self-formation of the cerebellum from human pluripotent stem cells through induction of the isthmic organizer (2017)
  • 著者名/発表者名: Muguruma K
  • 雑誌名: Methods in Molecular Biology 巻: 1597 ページ: 31-41
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-6949-4_3
  • ISBN: 9781493969470, 9781493969494
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Vulnerability of Purkinje Cells Generated from Spinocerebellar Ataxia Type 6 Patient-Derived iPSCs. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishida Y, Kawakami H, Kitajima H, Nishiyama A, Sasai Y, Inoue H, Muguruma K.
  • 雑誌名: Cell Rep 巻: 17 号: 6 ページ: 1482-1490
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.10.026
  • NAID: 120006223645
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] iPS細胞から立体脳組織への分化誘導と疾患研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 六車 恵子
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 34 ページ: 551-556
• [雑誌論文] A mutation in the low voltage -gated calcium channel CACNA1G alters the physiological properties of the channel, causing spinocerebellar ataxia. (2015)
  • 著者名/発表者名: Morino H., Matsuda Y., Muguruma K., Miyamoto R., Ohsawa R., Ohtake T., Otobe R., Watanabe M., Maruyama H., Hashimoto K., Kawakami H.
  • 雑誌名: Molecular Brain 巻: 8 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1186/s13041-015-0180-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Construction of iPSC-derived functional brain tissue for investigation of disease mechanisms (2018)
  • 著者名/発表者名: Keiko Muguruma
  • 学会等名: 2018 Keystone Symposia in iPSCs
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Investigation of ontogenesis and pathogenesis with self-organized brain structure from human iPS cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Keiko Muguruma
  • 学会等名: The 18th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Investigation of neurodegenerative disease utilizing patient-specific iPS cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Keiko Muguruma
  • 学会等名: SELECT BIO Advances in Drug Discovery 2017
  • 発表場所: Genome Campus Conference Centre (Cambridge, UK)
  • 年月日: 2017-03-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 疾患iPS細胞由来の3次元立体大脳組織を活用したてんかん研究の展望 (2017)
  • 著者名/発表者名: 六車恵子
  • 学会等名: 第51回日本てんかん学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Disease modeling with patient derived iPS cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Keiko Muguruma
  • 学会等名: SRC 2017 8th International Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 患者由来iPS細胞を活用した神経変性疾患研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 六車恵子
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
  • 招待講演
• [学会発表] 試験管内で小脳を作る：iPS細胞を活用した疾患研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 六車恵子
  • 学会等名: 第10回パーキンソン病・運動障害疾患コングレス
  • 発表場所: 京都ホテルオークラ（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-10-07
  • 招待講演
• [学会発表] Disease modeling with patient derived iPSCs. (2016)
  • 著者名/発表者名: Keiko Muguruma
  • 学会等名: Cell Symposia 10 Years of iPSCs
  • 発表場所: Claremont Hotel & Spa (Barkeley, CA, USA)
  • 年月日: 2016-09-27
  • 国際学会
• [学会発表] ヒトES/iPS細胞の自己組織課による小脳形成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 六車恵子
  • 学会等名: 岐阜大・岐阜薬大連携 第13回岐阜神経研究会
  • 発表場所: 岐阜大学医学部（岐阜県岐阜市）
  • 年月日: 2016-06-15
  • 招待講演
• [学会発表] 患者由来iPS細胞を活用した脊髄小脳変性症の疾患モデル開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 六車恵子
  • 学会等名: 第57回日本神経学会学術大会
  • 発表場所: 神戸ポートピアホテル（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2016-05-20
  • 招待講演
• [学会発表] 多能性幹細胞の小脳細胞分化と疾患モデリング (2016)
  • 著者名/発表者名: 六車 恵子
  • 学会等名: 第15回日本再生医療学会総会 シンポジウム
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2016-03-19
  • 招待講演
• [学会発表] 小脳を作る (2016)
  • 著者名/発表者名: 六車 恵子
  • 学会等名: 第6回小脳研究会 学術集会・総会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-01-08
  • 招待講演
• [学会発表] iPS細胞を用いた大脳・小脳希少難治性疾患研究への取り組み (2015)
  • 著者名/発表者名: 六車 恵子
  • 学会等名: 日本動物実験代替法学会第28回大会シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2015-12-12
  • 招待講演
• [学会発表] Self-organization of polarized cerebellar tissue in 3D culture of human pluripotent stem cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Muguruma K., Kawakami H., Hashimoto K., Sasai Y.
  • 学会等名: Society for Neuroscience Annual Meeting 2015
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2015-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] Self-organization of polarized cerebellar tissue in 3D culture of human pluripotent stem cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Muguruma K., Nishiyama A., Kawakami H., Hashimoto K., Sasai Y.
  • 学会等名: The 38th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 2015-07-28
  • 国際学会
• [学会発表] Self-organization of polarized cerebellar tissue in 3D culture of human pluripotent stem cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Muguruma K
  • 学会等名: ISSCR 13th Annual Meeting
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
  • 年月日: 2015-06-25
  • 国際学会
• [学会発表] Generation of cerebellar Purkinje cells from human pluripotent stem cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Muguruma K
  • 学会等名: Gordon Research Conference CAG triplet Repeat 2015
  • 発表場所: Lucca, Italy
  • 年月日: 2015-05-31
  • 国際学会
• [図書] Organ Regeneration (2017)
  • 著者名/発表者名: Muguruma K (Ed. Tsuji T.)
  • 総ページ数: 248
  • 出版者: Humana Press
  • ISBN: 9781493969494
• [図書] 運動失調のみかた、考えかた (2017)
  • 著者名/発表者名: 六車恵子（宇川義一 編）
  • 総ページ数: 358
  • 出版者: 中外医学社
  • ISBN: 9784498228900
• [図書] Annual Review神経2017 (2017)
  • 著者名/発表者名: 六車恵子
  • 総ページ数: 281
  • 出版者: 中外医学社
  • ISBN: 9784498228764
• [図書] Clinical Neuroscience（臨床神経科学） (2017)
  • 著者名/発表者名: 六車恵子
  • 出版者: 中外医学社
• [図書] Annual Review 神経2017 (2017)
  • 著者名/発表者名: 六車恵子
  • 総ページ数: 279
  • 出版者: 中外医学社