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ヒト多能性幹細胞由来の大脳新皮質組織を用いた霊長類に於ける神経回路の再構築

研究課題

研究課題/領域番号 17J10294
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 医化学一般
研究機関京都大学

研究代表者

坂口 秀哉  京都大学, iPS細胞研究所, 特別研究員(PD) (30779153)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードオルガノイド / 神経分化誘導 / 大脳皮質 / 大脳オルガノイド / ヒト多能性幹細胞
研究実績の概要

本年度は、昨年度の計画で記載した通り、海外における研究基盤立ち上げに研究時間を充てている。
米国Salk研究所に長期渡航し、SFEBq法を用いて3次元での大脳皮質組織の誘導を行った。非血清存在下に神経組織が誘導されることを元に、まずSFEBq法によって神経上皮の誘導を行い、Wnt/BMP阻害剤の添加によりそれらの神経組織を吻側化する事で大脳皮質領域の誘導を行うことで、分化誘導開始後30-40日で3次元のヒト大脳組織を得ることができた。この際に、アメリカでのヒト胚性幹細胞の主要ラインの一つであるH9 cell lineを用い、feeder freeで分化誘導を行い、その再現性が取れることを確認した。
得られた神経組織は当初のin vitro培養条件では培養90日程度の長期培養が可能であり、培養100日前後まで安定して培養できるようになった。免疫染色にて、分化誘導した組織が大脳組織であることを確認し、その層構造形成が発生段階を追うようにして形成されていることを確認できた。日本におけるKhES1の細胞ラインでは、継代間でのばらつきが少なかったが、H9ラインではとても大きく、再現性を担保することが困難であったため、分化誘導をかける際の酵素の種類や、ROCK inhibitorの濃度を含め、様々な条件を検討してみたが、再現性という点ではKhES1を上回る結果は得られなかった。細胞ライン間での分化傾向の違いに加え、継代間でのばらつきまで認めるため、SFEBqそのものは再現できるものの、日本で行うように効率良い再現に関しては、約6ヶ月検討してみたが、達成できなかった。
大脳オルガノイドの移植については、日本の所属先で引き継ぎの上継続して行っており、その指導に関与し、論文作成に深く関わって現在投稿中である。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Self-organized synchronous calcium transients in a cultured human neural network derived from cerebral organoids.2019

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi H, Ozaki Y, Ashida T, Matsubara T, Oishi N, Kihara S, Takahashi J.
    • 雑誌名

      Stem Cell Rep.

      巻: 13 号: 3 ページ: 458-473

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2019.05.029

    • NAID

      120006888502

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Ethics of Cerebral Organoid Research: Being Conscious of Consciousness2019

    • 著者名/発表者名
      Sawai Tsutomu、Sakaguchi Hideya、Thomas Elizabeth、Takahashi Jun、Fujita Misao
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 13 号: 3 ページ: 440-447

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2019.08.003

    • NAID

      120006734877

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhanced Axonal Extension of Subcortical Projection Neurons Isolated from Murine Embryonic Cortex using Neuropilin-1.2017

    • 著者名/発表者名
      Noritaka Sano, Takafumi Shimogawa, Hideya Sakaguchi, Yoshihiko Ioroi, Yoshifumi Miyawaki, Asuka Morizane, Susumu Miyamoto, and Jun Takahashi.
    • 雑誌名

      Frontiers in Cellular Neuroscience.

      巻: 11

    • DOI

      10.3389/fncel.2017.00123

    • NAID

      120006318875

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Self-Organized synchronous calcium transients in a cultured human neural network derived from cerebral organoids2019

    • 著者名/発表者名
      Hideya Sakaguchi, Jun Takahashi
    • 学会等名
      ISSCR 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Three-dimensional evaluation of human embryonic stem cell-derived cerebral organoid.2017

    • 著者名/発表者名
      Hideya Sakaguchi and Jun Takahashi.
    • 学会等名
      International Society of Stem Cell Research.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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