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パーキンソン病iPS細胞を用いた老化脳環境モデル作製と病態解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K07873
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分52020:神経内科学関連
研究機関順天堂大学

研究代表者

石川 景一  順天堂大学, 大学院医学研究科, 准教授 (90733973)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードパーキンソン病 / iPS細胞 / ドパミン神経 / アストロサイト / 老化
研究開始時の研究の概要

パーキンソン病(PD)は2番目に多い高齢発症の神経変性疾患であり、加齢が重要な危険因子である。中脳黒質ドパミン神経細胞の選択的脱落により運動症状を呈するが、加齢によるPDへの病態機序は不明である。また近年グリア細胞異常がドパミン神経脱落に関与するとも報告されているが詳細な検討はなされていない。本研究ではドパミン神経が老化グリア細胞に混在した老化脳環境モデルを作製し、老化とグリア細胞のPD病態への関わりを明らかにし、新たな治療ターゲットを提示すると共に、他の神経変性疾患にも応用し病態解明を促進する可能性を有する。

研究成果の概要

パーキンソン病は中脳のドパミン神経が脱落する疾患であり、老化は最大の発症要因である。本研究はドパミン神経やアストロサイトの老化とPD病態とのかかわりを明らかにすることを目的とした。遺伝性パーキンソン病患者由来iPS細胞から誘導したドパミン神経が老化促進化合物使用により病態異常が増強されることを見いだし、さらにその老化促進機序を解明した。またiPS細胞由来アストロサイト誘導法を確立し、ドパミン神経との共培養による神経活動活性活発化などを確認した。また共培養条件下で老化促進化合物により、ドパミン神経細胞とアストロサイトが混在条件で老化を誘導し、疾患病態に近いモデルの作製を作製した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

加齢性の神経変性疾患のひとつであるパーキンソン病について、患者由来iPS細胞を用いてその細胞老化を誘起することで病態異常発現が促進されることを発見し、その老化促進機序の一端を明らかにした。さらにiPS細胞由来ドパミン神経細胞とアストロサイトの共培養老化モデルを作製した。これらは新たな治療ターゲットとなる可能性があり、また今後の疾患病態解析に広く貢献できる可能性がある。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Newcastle University(英国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Newcastle University(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Generation of three hiPSC clones from a Parkinson's disease patient with a heterozygous variant of VPS35 p.D620N2022

    • 著者名/発表者名
      Kei-Ichi Ishikawa, Mayu Ishiguro, Yuanzhe Li , Kenya Nishioka, Nobutaka Hattori, Wado Akamatsu
    • 雑誌名

      Stem Cell Research

      巻: 60 ページ: 102739-102739

    • DOI

      10.1016/j.scr.2022.102739

    • 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] Autophagy promotes cell survival by maintaining NAD levels2022

    • 著者名/発表者名
      Kataura Tetsushi、et al、Imoto Masaya、et al & Korolchuk Viktor I.
    • 雑誌名

      Developmental Cell

      巻: 57 号: 22 ページ: 2584-2598

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2022.10.008

    • 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] 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 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Differentiation of Midbrain from Human iPS Cells2021

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Kei-Ichi、Nonaka Risa、Akamatsu Wado
    • 雑誌名

      Experimental Models of Parkinson’s Disease. Methods in Molecular Biology

      巻: - ページ: 73-80

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-1495-2_8

    • ISBN
      9781071614945, 9781071614952
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Methods to Induce Small-Scale Differentiation of iPS Cells into Dopaminergic Neurons and to Detect Disease Phenotypes2021

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Akihiro、Ishikawa Kei-ichi、Akamatsu Wado
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology.

      巻: - ページ: 1-9

    • DOI

      10.1007/7651_2021_376

    • ISBN
      9781071625842, 9781071625859
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A Cell-Based High-Throughput Screening Identified Two Compounds that Enhance PINK1-Parkin Signaling2020

    • 著者名/発表者名
      Shiba-Fukushima Kahori、Inoshita Tsuyoshi、Sano Osamu、Iwata Hidehisa、Ishikawa Kei-ichi、Okano Hideyuki、Akamatsu Wado、Imai Yuzuru、Hattori Nobutaka
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 23 号: 5 ページ: 101048-101048

    • DOI

      10.1016/j.isci.2020.101048

    • 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] Identifying Therapeutic Agents for Amelioration of Mitochondrial Clearance Disorder in Neurons of Familial Parkinson Disease2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Akihiro、Ishikawa Kei-ichi、Inoshita Tsuyoshi、Shiba-Fukushima Kahori、Saiki Shinji、Hatano Taku、Mori Akio、Oji Yutaka、Okuzumi Ayami、Li Yuanzhe、Funayama Manabu、Imai Yuzuru、Hattori Nobutaka、Akamatsu Wado
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 14 号: 6 ページ: 1060-1075

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2020.04.011

    • 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] Astrocytes Protect Human Dopaminergic Neurons from α-Synuclein Accumulation and Propagation2020

    • 著者名/発表者名
      Tsunemi Taiji、Ishiguro Yuta、Yoroisaka Asako、Valdez Clarissa、Miyamoto Kengo、Ishikawa Keiichi、Saiki Shinji、Akamatsu Wado、Hattori Nobutaka、Krainc Dimitri
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 40 号: 45 ページ: 8618-8628

    • DOI

      10.1523/jneurosci.0954-20.2020

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Reduced astrocytic reactivity in human brains and midbrain organoids with PRKN mutations2020

    • 著者名/発表者名
      Kano Masayoshi、Takanashi Masashi、Oyama Genko、Yoritaka Asako、Hatano Taku、Shiba-Fukushima Kahori、Nagai Makiko、Nishiyama Kazutoshi、Hasegawa Kazuko、Inoshita Tsuyoshi、Ishikawa Kei-ichi、Akamatsu Wado、Imai Yuzuru、Bolognin Silvia、Schwamborn Jens Christian、Hattori Nobutaka
    • 雑誌名

      npj Parkinson's Disease

      巻: 6 号: 1 ページ: 33-33

    • DOI

      10.1038/s41531-020-00137-8

    • 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
  • [学会発表] 孤発性パーキンソン病iPS細胞の表現型に基づく層別化とその応用2023

    • 著者名/発表者名
      山口昂大、 石川景一、斉木臣二、服部信孝、赤松和土
    • 学会等名
      第22回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] フィーダーフリー iPS 細胞由来中脳特異ニューロスフェアを介するドーパミン作動性神経分化誘導法の特性評価2023

    • 著者名/発表者名
      野中里紗、石川景一、志賀孝宏、美濃部俊輝、服部信孝、赤松和土
    • 学会等名
      第22回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Establishment of midbrain organoid induction method and phenotypic analysis for Parkinson’s disease.2022

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Yamaguchi, Mizuki Inage, Kei-ichi Ishikawa, Jens Schwamborn, Nobutaka Hattori, Wado Akamatsu.
    • 学会等名
      第63回日本神経学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of clinical biomarkers correlating with the phenotype of dopaminergic neurons derived from iPS cells of patients with idiopathic Parkinson's disease.2022

    • 著者名/発表者名
      Kei-ichi Ishikawa, Akihiro Yamaguchi, Shinji Saiki, Nobutaka Hattori, Wado Akamatsu.
    • 学会等名
      第63回日本神経学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] COMT is increased in iPSC-dopaminergic neurons with Parkinson's disease-linked prosaposin variant2022

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Gejima, Yutaka Oji, Ryo Wakamori, Risa Nonaka, Kei-Ichi Ishikawa, Shinichi-Ueno, Ayami Okuzumi, Taku Hatano, Wado Akamatsu, Nobutaka Hattori.
    • 学会等名
      第63回日本神経学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] iPSC-based drug screening for PARK9, a familial Parkinson’s disease with impaired autophagy.2022

    • 著者名/発表者名
      Kei-ichi Tsukiboshi, Kei-ichi Ishikawa, Akihiro Yamaguchi, Kimihito Arai, Kazuaki Kanai, Hideyuki Okano, Nobutaka Hattori, Wado Akamatsu.
    • 学会等名
      第63回日本神経学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Establishment of the in vitro disease model of Charcot-Marie-Tooth disease using hiPSCs.2022

    • 著者名/発表者名
      Xing Liu, Kei-ichi Ishikawa, Nobutaka Hattori, Wado Akamatsu.
    • 学会等名
      第63回日本神経学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Properties of midbrain-specific dopaminergic progenitors obtained with a neurosphere culture system2022

    • 著者名/発表者名
      Risa Nonaka, Kei-ichi Ishikawa, Takahiro Shiga, Ryota Nakamura, Genko Oyama, Nobutaka Hattori, Wado Akamatsu
    • 学会等名
      第63回日本神経学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Parkinson’s disease-linked prosaposin gene mutation affects intracellular trafficking and secretion of prosaposin.2022

    • 著者名/発表者名
      Ryo Wakamori, Yutaka Oji, Taku Hatano, Kentaro Gejima, Ayami Okuzumi, Shin-ichi Ueno, Risa Nonaka, Kei-Ichi Ishikawa, Wado Akamatsu, Nobutaka Hattori
    • 学会等名
      第63回日本神経学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Rapid and efficient region-specific astrocyte induction from iPSCs without transcription factors2022

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Suzuki, Takahiro Shiga, Kei-ichi Ishikawa, Wado Akamatsu
    • 学会等名
      第63回日本神経学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] iPSC-based disease modeling for late onset neurodegenerative diseases using a chemical compound accelerating senescence.2021

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Shiga, Sakura Miyoshi, Hidetaka Tamune, Avijite KumerSarkar, Kento Nakai, Naoko Kuzumaki, Ke-ichi Ishikawa, Kazuyoshi Baba, Shigeo Okabe, Nobutaka Hattori, Hideyuki Okano, Wado Akamatsu.
    • 学会等名
      ISSCR/JSRM 2021 Tokyo International Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RAPID AND EFFICIENT REGION SPECIFIC ASTROCYTE INDUCTION FROM HUMAN PLURIPOTENT STEM CELLS WITHOUT EXOGENOUS TRANSCRIPTION FACTORS.2021

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Suzuki, Takahiro Shiga, Kei-ichi Ishikawa, Wado Akamatsu.
    • 学会等名
      ISSCR/JSRM 2021 Tokyo International Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Assessment of iPS cell-derived dopaminergic progenitor cells properties with long-term passaging and amplification.2021

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Minobe, Risa Nonaka, Takahiro Shiga, Kei-ichi Ishikawa, Nobutaka Hattori, Wado Akamatsu.
    • 学会等名
      ISSCR/JSRM 2021 Tokyo International Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 順天堂大学 大学院医学研究科 ゲノム・再生医療センター

    • URL

      https://research-center.juntendo.ac.jp/genome/about/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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