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神経変性疾患iPS細胞研究の基盤となる老化脳内環境モデルの確立

研究課題

研究課題/領域番号 19K16930
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分51030:病態神経科学関連
研究機関順天堂大学

研究代表者

志賀 孝宏  順天堂大学, 大学院医学研究科, 特任助教 (50784378)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードiPS細胞 / パーキンソン病 / 老化 / アストロサイト / グリア / 神経変性疾患 / 疾患モデル
研究開始時の研究の概要

iPS細胞を用いた神経変性疾患モデル研究は病変部位の採取が困難な神経変性疾患の病態解
明と創薬において画期的なツールと考えられているが、短期培養での高齢発症疾患の再現が難しく、患者剖検脳に見られる病態をin vitroで再現することは現状では不可能である。本研究計画の目的は、申請者が確立している①老化を促進させる低分子化合物、②効率的なグリア系細胞への誘導の2つの技術を応用して、平面上に細胞間相互作用と時間軸を考慮した高齢期の脳構造を模倣した新たな神経疾患モデルを確立し、これまで再現できなかった高齢発症神経変性疾患の病態を再現することにより、その病態解析および創
薬に応用することを目指す。

研究成果の概要

近年、iPS細胞を用いた神経変性疾患モデルでは脳内環境の複雑なネットワークを再現する必要があると考えられるようになり、三次元培養が注目されている。しかし、高齢期の脳構造をin vitroで再現することは困難であり、患者剖検脳で観察される病態を明確に検出することができていない。
本研究は、従来の2D培養を使用しながら、加齢と細胞間相互作用を含む脳内環境の模倣を組み合わせることによる神経変性疾患の病態解析システムを構築し、従来の単独培養や3次元培養で実現出来なかった高精度な病態解析と創薬を実現する基盤システムを開発した。これらの研究成果は、適宜学会で発表し、一部は特許申請を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で確立された技術は、多検体の高齢発症神経変性疾患病態解析や創薬スクリーニングに適した手法の開発を目的として構築した基盤システムであり、従来の単層培養法と比較してして高精度な結果を得ることができる。さらに、時間軸・脳内環境を模倣したモデルのため、ヒト剖検脳に近いデータを取得できる可能性を秘めている。また、様々な神経変性疾患にも応用可能なシステムなため、効率的に病態表現型や創薬スクリーニング行うことができる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Increased excitability of human iPSC-derived neurons in HTR2A variant-related sleep bruxism2022

    • 著者名/発表者名
      Sarkar Avijite Kumer、Nakamura Shiro、Nakai Kento、Sato Taro、Shiga Takahiro、Abe Yuka、Hoashi Yurie、Inoue Tomio、Akamatsu Wado、Baba Kazuyoshi
    • 雑誌名

      Stem Cell Research

      巻: 59 ページ: 102658-102658

    • DOI

      10.1016/j.scr.2022.102658

    • 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] Generation of two iPSC lines from siblings of a homozygous patient with hearing loss and a heterozygous carrier with normal hearing carrying p.G45E/Y136X mutation in GJB22021

    • 著者名/発表者名
      Fukunaga Ichiro、Oe Yoko、Danzaki Keiko、Ohta Sayaka、Chen Cheng、Iizumi Madoka、Shiga Takahiro、Matsuoka Rina、Anzai Takashi、Hibiya-Motegi Remi、Tajima Shori、Ikeda Katsuhisa、Akamatsu Wado、Kamiya Kazusaku
    • 雑誌名

      Stem Cell Research

      巻: 53 ページ: 102290-102290

    • DOI

      10.1016/j.scr.2021.102290

    • 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] In vitro monitoring of HTR2A-positive neurons derived from human-induced pluripotent stem cells2021

    • 著者名/発表者名
      Nakai Kento、Shiga Takahiro、Yasuhara Rika、Sarkar Avijite Kumer、Abe Yuka、Nakamura Shiro、Hoashi Yurie、Kotani Keisuke、Tatsumoto Shoji、Ishikawa Hiroe、Go Yasuhiro、Inoue Tomio、Mishima Kenji、Akamatsu Wado、Baba Kazuyoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 15437-15437

    • DOI

      10.1038/s41598-021-95041-3

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Establishment of an in vitro model for analyzing mitochondrial ultrastructure in PRKN-mutated patient iPSC-derived dopaminergic neurons2021

    • 著者名/発表者名
      Yokota Mutsumi、Kakuta Soichiro、Shiga Takahiro、Ishikawa Kei-ichi、Okano Hideyuki、Hattori Nobutaka、Akamatsu Wado、Koike Masato
    • 雑誌名

      Molecular Brain

      巻: 14 号: 1 ページ: 58-58

    • DOI

      10.1186/s13041-021-00771-0

    • 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] Generation of two induced pluripotent stem cell lines from PBMCs of siblings carrying c.235delC mutation in the GJB2 gene associated with sensorineural hearing loss2020

    • 著者名/発表者名
      Fukunaga Ichiro、Shirai Kyoko、Oe Yoko、Danzaki Keiko、Ohta Sayaka、Shiga Takahiro、Chen Cheng、Ikeda Katsuhisa、Akamatsu Wado、Kawano Atsushi、Kamiya Kazusaku
    • 雑誌名

      Stem Cell Research

      巻: 47 ページ: 101910-101910

    • DOI

      10.1016/j.scr.2020.101910

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generation of the induced pluripotent stem cell (hiPSC) line (JUFMDOi004-A) from a patient with hearing loss carrying GJB2 (p.V37I) mutation2020

    • 著者名/発表者名
      Fukunaga Ichiro、Shiga Takahiro、Chen Cheng、Oe Yoko、Danzaki Keiko、Ohta Sayaka、Matsuoka Rina、Anzai Takashi、Hibiya-Motegi Remi、Tajima Shori、Ikeda Katsuhisa、Akamatsu Wado、Kamiya Kazusaku
    • 雑誌名

      Stem Cell Research

      巻: 43 ページ: 101674-101674

    • DOI

      10.1016/j.scr.2019.101674

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] iPSC-based disease modeling for late onset neurodegenerative diseases using a chemical compound accelerating senescence2020

    • 著者名/発表者名
      志賀孝宏
    • 学会等名
      第16回 成体脳ニューロン新生懇談会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] iPSC-based disease modeling for late onset neurodegenerative diseases using a chemical compound accelerating senescence2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Shiga
    • 学会等名
      International Society for Stem Cell Research
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] 神経細胞の成熟老化促進剤2019

    • 発明者名
      赤松和土、志賀孝宏、岡野栄之、葛巻直子
    • 権利者名
      順天堂大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-073340
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 外国

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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