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細胞内カルシウム動態に着目した双極性障害病態モデルiPS細胞の作成

研究課題

研究課題/領域番号 20K16672
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分52030:精神神経科学関連
研究機関琉球大学

研究代表者

高松 岳矢  琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (90801431)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード双極性障害 / iPS細胞 / うつ病 / 病態生理 / カルシウムイメージング / リプログラミング / 疾患モデル / 神経細胞 / 精神疾患 / モデル細胞 / 創薬 / カルシウム / 疾患iPS / 気分障害 / ミトコンドリア / ライブイメージング / 病態モデル
研究開始時の研究の概要

双極性障害の病態を解明するため、病態をin vitroで再現できるiPS細胞モデルの開発が期待されている。しかし、双極性障害の特徴である「周期性」や抗うつ薬による「誘発性」に着目した報告はない。これまで我々は強い遺伝要因が想定される双極性障害多発家系由来のiPS細胞を樹立し研究を行ってきた。本研究では家系由来iPS細胞から、細胞内Ca2+を簡易にモニターできるCa2+可視化双極性障害iPS細胞株を作成し、セロトニン作動性神経細胞と大脳皮質興奮性神経細胞の①自発発火頻度の継時変化、②神経伝達物質による反応を検証する。将来的に創薬・病態研究に直結する双極性障害の病態モデル細胞の創出を目指す。

研究成果の概要

双極性障害の病態研究を目的として、双極性障害の多発する家族の患者からiPS細胞を作成し、培養室で神経細胞に分化させた。細胞内カルシウムイオン濃度をイメージングする手法を行った結果、双極性障害患者由来の神経細胞は健常者に比べて神経活動の頻度が亢進していた。今回は技術的な問題や新型コロナウイルス感染症の影響が重なり、研究期間内に神経活動の長期間の解析ができなかったが、今後は電気的な手法での解析も組みあわせ、双極性障害患者由来の神経細胞の神経活動の詳細を明らかにしていく。
また双極性障害iPS細胞をリソースとして共同研究に活用できるよう、国際誌に公開した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

双極性障害の原因や病態生理はほぼ不明で、病態解明や治療薬開発の手がかりとなるツールも乏しい。そこでiPS細胞を培養室で神経細胞などの脳を構成する細胞に分化させ、患者の生きた細胞による病態研究が期待されている。しかし、双極性障害患者のiPS細胞由来神経細胞がどのような異常を示すかはまだよくわかっていない。本研究では、双極性障害の患者から作成した神経細胞は健常者に比べて神経活動の頻度の亢進を示した。この細胞は双極性障害の貴重な細胞モデルとして、将来的に病態研究や治療薬開発に貢献する可能性がある。本研究は双極性障害病態研究の基盤形成の一段階として、大きな意義をもつ。

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

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Generation of four iPSC lines from a family harboring a 1p36-35 haplotype linked with bipolar disorder and recurrent depressive disorder: Three-generation patients and a healthy sibling2022

    • 著者名/発表者名
      Takamatsu Gakuya、Manome Yoko、Lee Jun-Seok、Toyama Kanako、Hayakawa Tomoko、Hara-Miyauchi Chikako、Hasegawa-Ogawa Minami、Katagiri Chiaki、Kondo Tsuyoshi、James Okano Hirotaka、Matsushita Masayuki
    • 雑誌名

      Stem Cell Research

      巻: 64 ページ: 102915-102915

    • DOI

      10.1016/j.scr.2022.102915

    • 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] Haplotype phasing of a bipolar disorder pedigree revealed rare multiple mutations of SPOCD1 gene in the 1p36–35 susceptibility locus2022

    • 著者名/発表者名
      Takamatsu Gakuya、Yanagi Kumiko、Koganebuchi Kae、Yoshida Fuyuko、Lee Jun-Seok、Toyama Kanako、Hattori Kotaro、Katagiri Chiaki、Kondo Tsuyoshi、Kunugi Hiroshi、Kimura Ryosuke、Kaname Tadashi、Matsushita Masayuki
    • 雑誌名

      Journal of Affective Disorders

      巻: 310 ページ: 96

    • DOI

      10.1016/j.jad.2022.04.150

    • 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] Haplotype phasing of a bipolar disorder pedigree revealed rare multiple mutations of SPOCD1 gene in the 1p36-35 susceptibility locus2022

    • 著者名/発表者名
      Gakuya Takamatsu, Kumiko Yanagi, Kae Koganebuchi, Fuyuko Yoshida, Jun-Seok Lee, Kanako Toyama, Kotaro Hattori, Chiaki Katagiri, Tsuyoshi Kondo, Hiroshi Kunugi, Ryosuke Kimura, Tadashi Kaname, Masayuki Matsushita
    • 雑誌名

      Journal of Affective Disorders

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ゲノム解析と患者iPS細胞由来神経細胞を用いた統合失調症の病態研究2023

    • 著者名/発表者名
      高松岳矢, 馬目陽子, Dimitar Dimitrov, 當山奏子, 李俊錫, 松波雅俊, 柳久美子, 要匡, 高橋智幸, 近藤毅, 岡野ジェイムス洋尚, 松下正之.
    • 学会等名
      第44回沖縄精神神経学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 双極性障害の原因遺伝子の探索:メンデル遺伝様家系で発見したミトコンドリア機能遺伝子の発現低下2023

    • 著者名/発表者名
      高松岳矢, 馬目陽子, 當山奏子, 柳久美子, ディミトロフディミタ, 李俊錫, 小金渕佳江, 長谷川実奈美, 早川朋子, 近藤毅, 高橋智幸, 要匡, 岡野ジェイムス洋尚, 木村亮介, 松下正之.
    • 学会等名
      日本生理学会第100回記念大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 患者由来iPS細胞とゲノム解析による精神疾患の病態研究:沖縄県の稀な双極性障害家系に着目して.2022

    • 著者名/発表者名
      高松岳矢, 當山奏子, 李俊錫, 柳久美子, 小金渕佳江, 早川朋子, 高橋智幸, 近藤毅, 岡野ジェイムス洋尚, 要匡, 木村亮介, 松下正之.
    • 学会等名
      第191回琉球医学会例会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Cellular phenotypes and causal candidate genes in iPSC-derived neurons of a bipolar disorder family2022

    • 著者名/発表者名
      高松岳矢, 馬目陽子, 小金渕佳江, Dimitar Dimitrov, 當山奏子, 李俊錫, 柳久美子, 長谷川実奈美, 早川朋子, 近藤毅, 高橋智幸, 要匡, 岡野ジェイムス洋尚, 木村亮介, 松下正之.
    • 学会等名
      NEURO2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 家系からの精神疾患遺伝研究アプローチ:ある双極性障害家系で見つかったミトコンドリア遺伝子の発現低下2022

    • 著者名/発表者名
      高松岳矢, 馬目陽子, 柳久美子, 小金渕佳江, 當山奏子, 李俊錫, Dimitar Dimitrov, 早川朋子, 長谷川実奈美, 高橋智幸, 近藤毅, 要匡, 岡野ジェイムス洋尚, 木村亮介, 松下正之.
    • 学会等名
      BPCNPNPPP4学会合同年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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