| 研究課題/領域番号 |
21H02883
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分52050:胎児医学および小児成育学関連
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| 研究機関 | 京都府立医科大学 |
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研究代表者 |
伊東 恭子 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任教授 (80243301)
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| 研究分担者 |
藤本 崇宏 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (10446114)
伏木 信次 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任教授 (80150572)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
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| キーワード | 脳形成異常 / 体細胞モザイク / 子宮内電気穿孔法 / 胎児医学 / 脳オルガノイド / 神経幹・前駆細胞 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
体細胞遺伝子異常のモザイク、特にPI3K-AKT-MTOR経路のシグナルかく乱を背景とする脳形成異常の分子メカニズムは不明である。本研究では、マウス胎仔脳に子宮内電気穿孔法により標的遺伝子の導入を行い、その後の神経幹・前駆細胞（NSPCs）の増生、神経細胞の分化・移動と定着、軸索、樹状突起の発達、神経回路の形成過程を動的に解析する。さらに、ヒトNSPCsを用いたin vitroの系で、標的遺伝子のモザイク脳オルガノイドを作製し、個細胞レベルにおけるエピゲノム・分子発現変動から細胞系譜・分化動態を解明するとともに、胎児期分子標的医療のための創薬スクリーニングを目指した探索的研究を行う。
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| 研究成果の概要 |
体細胞遺伝子バリアントのモザイク、特にPI3K-AKT-MTOR経路のシグナルかく乱を背景とする脳形成異常の分子メカニズムを検討した。マウス胎仔脳に子宮内電気穿孔法によりAKT1バリアント（AKT1E17K）を導入した細胞では、PI3K-AKT-mTORシグナルの過剰な活性化、中間帯での遊走抑制、多極性細胞形態、細胞サイズの増大、複数の皮質層マーカー転写因子群の異所性発現を示した。Photo Isolation Chemistry（PIC）法を用いた空間トランスクリプトーム解析で、AKT1バリアントによる遊走異常にはアクチン細胞骨格の再構築を制御するシグナル経路が関係している可能性が示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
体細胞遺伝子バリアントのモザイクで発生する脳形成異常に関して、神経病理学的解析を基盤に置きつつ、分子病態メカニズムの解明を進めた。マウス胎仔脳への子宮内電気穿孔法を用いたバリアント遺伝子導入による分子形態学的解析は、ヒト脳形成異常を再現する有効なin vivoモデルとなった。Photo Isolation Chemistry法を用いた空間トランスクリプトーム解析で、当該モデルにおける遊走異常にアクチン細胞骨格の再構築を制御するシグナル経路が関係している可能性が示された。本研究は、大脳形成異常の分子メカニズムの一端を明らかにし、分子レベルでの治療法を探索する礎となった点で社会的意義が高い。
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