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脳オルガノイドを用いたCHARGE症候群における神経発達遅滞の病態解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H03623
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分52050:胎児医学および小児成育学関連
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

神山 淳  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (30437511)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2019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CHARGE症候群 / 脳オルガノイド / iPS細胞 / エピジェネティクス / iPS細胞由来脳オルガノイド / エンハンサー制御 / CHARGE症候群 / iPS細胞由来脳オルガノイド溝田 / 1細胞RNA-Seq / 1細胞ATAC-Seq
研究開始時の研究の概要

CHARGE症候群は複数の臓器において発達異常や発生異常が見出される疾患である。その原因遺伝子CHD7はエンハンサー制御を司る遺伝子であり、中枢神経系においては神経系特異的エンハンサー領域においてその活性を制御する因子である。本研究課題においては脳オルガノイドを用い、CHARGE症候群の中枢神経系症状を詳細に解析し、エピゲノム制御による治療法開発への基礎的基盤を構築する。

研究成果の概要

本研究では、CHD7が中枢神経系の神経前駆細胞におけるエンハンサー制御に重要であることを解明するため、CHARGE症候群患者由来のiPS細胞を用いた脳オルガノイドモデルを使用し、エピゲノム制御機構を解析した。具体的にはCHD7の標的遺伝子とエピゲノムの状態を調査し、CHD7が組織特異的なpioneer因子と結合してエンハンサー活性を調節するメカニズムや、グリア細胞の成熟異常を発見しました。また、新規因子XがCHD7と共役し、核内で液滴を形成して転写活性化に関与することを見出し、この機能の阻害がCHARGE症候群患者の表現型を再現することを確認しました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

CHD7遺伝子と関連因子の機能解明により、早期診断や適切な治療法の開発が進むことで、患者の生活の質向上や医療費削減が期待される。また、遺伝的リスクを抱える家族への正確な情報提供や、エピゲノム制御と転写調節の新たな知見の提供を通じて、他の神経発生障害の理解や治療法開発にも寄与する可能性がある。これにより、CHARGE症候群患者やその家族が病気を理解し、対処するための支援が強化され、社会全体の理解が深まることが期待される。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022 2020

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 3件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 7件)

  • [雑誌論文] Human-induced pluripotent stem cell-derived neural stem/progenitor cell ex vivo gene therapy with synaptic organizer CPTX for spinal cord injury2024

    • 著者名/発表者名
      Saijo Y, Nagoshi N, Kawai M, Kitagawa T, Suematsu Y, Ozaki M, Shinozaki M, Kohyama J, Shibata S, Takeuchi K, Nakamura M, Yuzaki M, Okano H.
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports.

      巻: 19 号: 3 ページ: 100393-100393

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2024.01.007

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mesenchymal properties of iPSC-derived neural progenitors that generate undesired grafts after transplantation2023

    • 著者名/発表者名
      Isoda Miho、Sanosaka Tsukasa、Tomooka Ryo、Mabuchi Yo、Shinozaki Munehisa、Andoh-Noda Tomoko、Banno Satoe、Mizota Noriko、Yamaguchi Ryo、Okano Hideyuki、Kohyama Jun
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 6 号: 1 ページ: 611-611

    • DOI

      10.1038/s42003-023-04995-9

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spatial heterogeneity of bone marrow endothelial cells unveils a distinct subtype in the epiphysis2023

    • 著者名/発表者名
      Iga Takahito、Kobayashi Hiroshi、Kusumoto Dai、Sanosaka Tsukasa、Fujita Nobuyuki、Tai-Nagara Ikue、Ando Tomofumi、Takahashi Tomoko et.al
    • 雑誌名

      Nature Cell Biology

      巻: 25 号: 10 ページ: 1415-1425

    • DOI

      10.1038/s41556-023-01240-7

    • 関連する報告書
      2023 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] Current status and prospects of regenerative medicine for spinal cord injury using human induced pluripotent stem cells: a review2023

    • 著者名/発表者名
      Inoue Mitsuhiro、Yamaguchi Ryo、He Ching Chi Jimmy、Ikeda Atsushi、Okano Hideyuki、Kohyama Jun
    • 雑誌名

      Stem Cell Investigation

      巻: 10 ページ: 6-6

    • DOI

      10.21037/sci-2022-037

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Chromatin remodeler CHD7 targets active enhancer region to regulate cell type-specific gene expression in human neural crest cells.2022

    • 著者名/発表者名
      Tsukasa Sanosaka, Hironobu Okuno, Noriko Mizota, Tomoko Andoh-Noda, Miki Sato, Ryo Tomooka, Satoe Banno, Jun Kohyama, Hideyuki Okano.
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 22648-22648

    • DOI

      10.1038/s41598-022-27293-6

    • 関連する報告書
      2022 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] Human PSCs determine the competency of cerebral organoid differentiation via FGF signaling and epigenetic mechanisms2022

    • 著者名/発表者名
      Ideno Hirosato、Imaizumi Kent、Shimada Hiroko、Sanosaka Tsukasa、Nemoto Akisa、Kohyama Jun、Okano Hideyuki
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 号: 10 ページ: 105140-105140

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.105140

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A non-invasive system to monitor in vivo neural graft activity after spinal cord injury2022

    • 著者名/発表者名
      Ago K、Nagoshi N、Imaizumi K、Kitagawa T、Kawai M、Kajikawa K、Shibata R、Kamata Y、Kojima K、Shinozaki M、Kondo T、Iwano S、Miyawaki A、Ohtsuka M、Bito H、Kobayashi K、Shibata S、Shindo T、Kohyama J、Matsumoto M、Nakamura M、Okano H
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 5 号: 1 ページ: 803-803

    • DOI

      10.1038/s42003-022-03736-8

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Coupling of angiogenesis and odontogenesis orchestrates tooth mineralization in mice2022

    • 著者名/発表者名
      Matsubara T, Iga T, Sugiura Y, Kusumoto D, Sanosaka T, Tai-Nagara I, Takeda N, Fong GH, Ito K, Ema M, Okano H, Kohyama J, Suematsu M, *Kubota Y.
    • 雑誌名

      J Exp Med

      巻: 219 号: 4

    • DOI

      10.1084/jem.20211789

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Administration of C5a Receptor Antagonist Improves the Efficacy of Human Induced Pluripotent Stem Cell Derived Neural Stem/Progenitor Cell Transplantation in the Acute Phase of Spinal Cord Injury2022

    • 著者名/発表者名
      Shibata Reo、Nagoshi Narihito、Kajikawa Keita、Ito Shuhei、Shibata Shinsuke、Shindo Tomoko、Khazaei Mohamad、Nori Satoshi、Kohyama Jun、Fehlings Michael G.、Matsumoto Morio、Nakamura Masaya、Okano Hideyuki
    • 雑誌名

      Journal of Neurotrauma

      巻: 39 号: 9-10 ページ: 667-682

    • DOI

      10.1089/neu.2021.0225

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Modulation by DREADD reveals the therapeutic effect of human iPSC-derived neuronal activity on functional recovery after spinal cord injury2022

    • 著者名/発表者名
      Kitagawa Takahiro、Nagoshi Narihito、Kamata Yasuhiro、Kawai Momotaro、Ago Kentaro、Kajikawa Keita、Shibata Reo、Sato Yuta、Imaizumi Kent、Shindo Tomoko、Shinozaki Munehisa、Kohyama Jun、Shibata Shinsuke、Matsumoto Morio、Nakamura Masaya、Okano Hideyuki
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 17 号: 1 ページ: 127-142

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2021.12.005

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A robust culture system to generate neural progenitors with gliogenic competence from clinically relevant induced pluripotent stem cells for treatment of spinal cord injury2020

    • 著者名/発表者名
      Kamata Yasuhiro、Isoda Miho、Sanosaka Tsukasa、Shibata Reo、Ito Shuhei、Okubo Toshiki、Shinozaki Munehisa、Inoue Mitsuhiro、Koya Ikuko、Shibata Shinsuke、Shindo Tomoko、Matsumoto Morio、Nakamura Masaya、Okano Hideyuki、Nagoshi Narihito、Kohyama Jun
    • 雑誌名

      STEM CELLS Translational Medicine

      巻: 10 号: 3 ページ: 398-413

    • DOI

      10.1002/sctm.20-0269

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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