iPS細胞を用いたヒト特有の神経回路形成に関する研究

• 研究課題/領域番号: 15K14318
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 山本 亘彦 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (00191429)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 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: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: iPS 細胞 / 神経細胞 / 細胞死 / 細胞分化 / polβ / iPS細胞 / DNA修復酵素 / 遺伝子発現 / CRISPR/Cas9 / 大脳皮質 / 軸索

研究成果の概要

ヒトiPS細胞から神経細胞を作製し、ヒト由来の神経細胞の分化特性を明らかにすることを目指している。本研究では、その端緒として、神経細胞分化におけるDNA修復酵素の役割に着目し、polβ欠損のヒトiPS細胞株を樹立することによって、polβ遺伝子の果たす役割を解析する系を構築した。 Polβ欠損ヒトiPS細胞株の樹立のためには、ジーンターゲティング法CRISPR/Cas9システムを導入し、ホモ変異体を得た。得られたクローンは、DNA塩基損傷による細胞死に対して感受性が野生型と比較して有意に高くなっていた。さらに、Polβ欠損ヒトiPS細胞を神経幹細胞、神経細胞へと分化誘導にも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Activity-dependent dynamics of the transcription factor CREB in cortical neurons revealed by single-molecule imaging (2017)
  • 著者名/発表者名: Kitagawa H, Sugo N, Morimatsu M, Arai Y, Yanagida T, Yamamoto N
  • 雑誌名: J Neurosci 巻: 37 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1523/jneurosci.0943-16.2017
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Visualization of HDAC9 spatiotemporal subcellular localization in primary neuron cultures (2016)
  • 著者名/発表者名: Sugo N, Yamamoto N
  • 雑誌名: Methods Mol Biol 巻: 1436 ページ: 119-127
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-3667-0_9
  • ISBN: 9781493936656, 9781493936670
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synapse-dependent and independent mechanisms of thalamocortical axon branching are regulated by neuronal activity (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, N., Hoshiko, M., Sugo, N., Fukazawa, Y. & Yamamoto, N.
  • 雑誌名: Developmental Neurobiology 巻: 76 号: 3 ページ: 323-336
  • DOI: 10.1002/dneu.22317
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-molecule imaging reveals dynamics of CREB transcription factor bound to its target sequence (2015)
  • 著者名/発表者名: Sugo, N., Morimatsu, M., Arai, Y., Kousoku, Y., Ohkuni, A., Nomura, T., Yanagida, T. & Yamamoto, N.
  • 雑誌名: Scientific Report 巻: 5 号: 1 ページ: 10662-10662
  • DOI: 10.1038/srep10662
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] KIT LIGAND ACTS AS A NEGATIVE REGULATOR FOR ACTIVITY-DEPENDENT THALAMOCORTICAL AXON BRANCHING (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasufumi Hayano, Takeshi Araki, Kensuke Sasaki, Yumi Miyasaka, Takuma Nakasone, Yoshio Hata, Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: Axon Guidance, synapse formation & regeneration
  • 発表場所: Cold Spring Harbor, NY, USA
  • 年月日: 2016-09-20
  • 国際学会
• [学会発表] ARHGEF18 REGULATES AXON BRANCHING OF CORTICAL UPPER LAYER NEURONS (2016)
  • 著者名/発表者名: Kensuke Sasaki, Kei Arimoto, Kento Kankawa, Chikayo Terada, Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: Axon Guidance, synapse formation & regeneration
  • 発表場所: Cold Spring Harbor, NY, USA
  • 年月日: 2016-09-20
  • 国際学会
• [学会発表] Positive and negative regulation of activity-dependent thalamocortical axon branching (2016)
  • 著者名/発表者名: Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-07-20
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] DNA polymerase β function in neural progenitors is required for postmitotic neuronal survival and differentiation in the developing cortex (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohei Ohnishi, Noriyuki Sugo, Shunsuke Toyoda, Teruyoshi Hirayama, Takeshi Yagi, Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-07-20
  • 国際学会
• [学会発表] Involvement of DNA polymerase β in postnatal development of cortical neurons (2016)
  • 著者名/発表者名: Akiko Uyeda, Noriyuki Sugo, Kohei Ohnishi, Shunsuke Toyoda, Teruyoshi Hirayama, Takeshi Yagi, Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-07-20
  • 国際学会
• [学会発表] Role of Kit ligand as a negative regulator in activity-dependent thalamocortical axon branching (2016)
  • 著者名/発表者名: Yumi Miyasaka, Yasufumi Hayano, Takeshi Araki, Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-07-20
  • 国際学会
• [学会発表] Polβ deficiency increases DNA double-strand breaks in postnatal cortical neurons (2015)
  • 著者名/発表者名: Uyeda, A., Onishi, K., Sugo, N., Toyoda S., Hiyayama, T., Yagi, T. & Yamamoto, N.
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] DNA polymerase β activity in neural progenitors is required for postmitotic neuronal survival in the developing cortex (2015)
  • 著者名/発表者名: Onishi, k., Sugo, N., Toyoda, S., Hirayama, T., Yagi, T. & Yamamoto, N.
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Activity-dependent dynamics of CREB in cortical neurons: A single-molecule imaging study (2015)
  • 著者名/発表者名: Kitagawa, H., Sugo., N. & Yamamoto,
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] involvement of mitochondria in thalamocortical axon branching (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, N., Hoshiko, M. & Yamamoto, N.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] Rho guanine nucleotide exchange factor Abr promotes axon branching in cortical layer 2/3 neurons DNA (2015)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, K., Arimoto, K., Kankawa, K., Terada, C. & Yamamoto, N.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-07-28
• [備考] 大阪大学大学院生命機能研究科 細胞分子神経生物学研究室 （山本亘彦研究室）
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/neurobiol/