時空間的な細胞特性に基づく精神疾患の新規治療標的分子の探索

• 研究課題/領域番号: 18K19399
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分47:薬学およびその関連分野
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 笠井 淳司 大阪大学, 薬学研究科, 准教授 (40454649)
• 研究分担者: 奥野 浩行 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (80272417)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
• キーワード: シングル細胞 / トランスクリプトーム解析 / 全脳 / ストレス / 精神疾患 / トランスクリプトーム / アノテーション / 分類 / シングル細胞RNAseq / 単一細胞 / RNAシークエンス / RNA-seq / 一細胞 / シングルセル / うつ

研究成果の概要

うつ病など精神疾患に対する新規機序の創薬開発は長年成功していない。その原因の一つとして、探索研究の方法の問題があると考えられる。本研究では、従来の仮説に基づく脳局所のオミックス解析を脱却するため、脳全体の神経活性化情報から重要な細胞集団を仮説フリーに抽出し、その空間情報を保持したままシングル細胞トランスクリプトーム解析を実施する方法論を確立した。この方法論を用いて、ストレス応答に重要な神経細胞の特徴となる分子特性を明らかにし、ストレス性精神疾患の新たな治療標的分子の候補を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

最近盛んに実施されているシングル細胞RNAシークエンス法は、脳組織から神経細胞を分散させる必要があるため、遺伝子発現情報と空間情報が直接つながらず、細胞の種類や状態の大きな変化を捉える程度しかできていない。本研究によって確立した遺伝子発現情報と機能・空間情報をつなげたシングル細胞解析法は、これまで停滞してきた脳疾患の新規機序の創薬に繋がることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Altered Functional Connectivity of the Orbital Cortex and Striatum Associated with Catalepsy Induced by Dopamine D1 and D2 Antagonists (2021)
  • 著者名/発表者名: Misaki Niu, Atsushi Kasai, Kaoru Seiriki, Misuzu Hayashida, Masato Tanuma, Rei Yokoyama, Yumi Hirato, Hitoshi Hashimoto
  • 雑誌名: Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ＆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ 巻: 44 号: 3 ページ: 442-447
  • DOI: 10.1248/bpb.b20-01006
  • NAID: 130007993460
  • ISSN: 0918-6158, 1347-5215
  • 年月日: 2021-03-01
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Direct visualization of an antidepressant analog using surface-enhanced Raman scattering in the brain (2020)
  • 著者名/発表者名: Masato Tanuma, Atsushi Kasai, Kazuki Bando, Naoyuki Kotoku, Kazuo Harada, Masafumi Minoshima, Kosuke Higashino, Atsushi Kimishima, Masayoshi Arai, Yukio Ago, Kaoru Seiriki, Kazuya Kikuchi, Satoshi Kawata, Katsumasa Fujita, Hitoshi Hashimoto
  • 雑誌名: JCI Insight 巻: 5 号: 6
  • DOI: 10.1172/jci.insight.133348
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Whole-brain block-face serial microscopy tomography at subcellular resolution using FAST. (2019)
  • 著者名/発表者名: Seiriki K, Kasai A, Nakazawa T, Niu M, Naka Y, Tanuma M, Igarashi H, Yamaura K, Hayata-Takano A, Ago Y, Hashimoto H.
  • 雑誌名: Nat Protoc. 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 1509-1529
  • DOI: 10.1038/s41596-019-0148-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 全脳活動マッピングを用いた情動行動制御機構の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 笠井淳司、橋本均
  • 学会等名: 生体機能と創薬シンポジウム2019
• [学会発表] 単一細胞 RNA seq によるストレス応答性神経細胞の特性解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: Tanuma M et al
  • 学会等名: 第92回日本薬理学会年会
• [備考] 大阪大学大学院薬学研究科 神経薬理学分野 ホームページ
  • URL: http://molpharm.umin.jp/