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ドラベ症候群の脳オルガノイド病態モデルを活用した発達性てんかん性脳症の病態解析

研究課題

研究課題/領域番号 21K07784
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52050:胎児医学および小児成育学関連
研究機関福岡大学 (2021, 2023)
第一薬科大学 (2022)

研究代表者

田中 泰圭  福岡大学, 薬学部, 助教 (50714466)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード発達性てんかん性脳症 / Dravet症候群 / 疾患特異的iPS細胞 / 脳オルガノイド / SCN1A / Nav1.1 / 神経変性 / 疾患モデル / iPS細胞 / 脳オルガノイド疾患モデル / GABA作動性神経細胞 / ドラベ症候群
研究開始時の研究の概要

ドラベ症候群(DS)における発達性てんかん性脳症(DEE)の発症は、群発する難治のてんかん発作により惹起されると考えられている。この群発するてんかん発作に伴った神経毒性や神経変性の関与が疑われているが、重篤な認知機能障害などを含む発達遅滞の発症機構については、未だ不明な点が多い。
本研究では、DS患者iPS細胞から病態への関与が想定される終脳領域のオルガノイドを作製し、① 神経変性および神経毒性に焦点を当てた病態解析を実施することで、DEEの発症機構の解明を目指す。そして、② 未だ分子生物学的原因が不透明なDEEの発症機序に対して、DEEの根治を見据えた治療標的を同定する。

研究成果の概要

本研究では、ドラベ症候群患者由来のiPS細胞から脳オルガノイドを作製した。脳オルガノイド内で観察された神経ロゼッは、大部分の細胞が大脳前脳マーカーFOXG1およびMGEマーカーNkx2.1を発現していた。
12週間培養したMGE脳オルガノイドからRNAを抽出し、次世代シーケンサーを用いたRNAシーケンス解析により遺伝子発現解析を行った。健常者由来およびドラベ症候群由来のMGE脳オルガノイドにおける遺伝子発現をRNA-seqを用いて比較したところ、いくつかの遺伝子で発現の変化が見られた。現在、これらの遺伝子発現変化がドラベ症候群の病態形成に関与するかどうかを解析中である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ドラベ症候群(DS)における発達性てんかん性脳症(DEE)の発症は、群発する難治のてんかん発作により惹起されると考えられている。この群発するてんかん発作に伴った神経毒性や神経変性の関与が疑われているが、DEEにおける重篤な認知機能障害などを含む発達遅滞の発症機構については、未だ不明な点が多い。すなわち、DEEの発症機序を解明すれば、難治性疾患であるDSの根治を目指した革新的な治療研究に繋がることが期待され、苦悩する患者や家族にとって大きな福音となる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うちオープンアクセス 3件、 査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Astrocyte Ca2+ signaling is facilitated in Scn1a+/? mouse model of Dravet syndrome2023

    • 著者名/発表者名
      Uchino Kouya、Tanaka Yasuyoshi、Ikezawa Wakana、Deshimaru Masanobu、Kubota Kaori、Watanabe Takuya、Katsurabayashi Shutaro、Iwasaki Katsunori、Hirose Shinichi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 643 ページ: 169-174

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.12.084

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 人工多能性幹細胞 (iPSC) を利用した病態解析2022

    • 著者名/発表者名
      田中泰圭
    • 雑誌名

      Epilepsy

      巻: 16 ページ: 111-119

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Establishment of autaptic culture with human-induced pluripotent stem cell-derived astrocytes2022

    • 著者名/発表者名
      Uchino Kouya、Tanaka Yasuyoshi、Kawaguchi Sayaka、Kubota Kaori、Watanabe Takuya、Katsurabayashi Shutaro、Hirose Shinichi、Iwasaki Katsunori
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 号: 8 ページ: 104762-104762

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.104762

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ヒトiPS細胞から誘導した前脳オルガノイドの神経発生における高温加熱式たばこ主流煙抽出物の影響2023

    • 著者名/発表者名
      田中 泰圭、藤本 伊依那、西田 朱里、堀之内 孝広、道具 伸也
    • 学会等名
      日本薬理学会西南部会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞から誘導した脳オルガノイドの発生過程におけるタバコ主成分の影響2023

    • 著者名/発表者名
      田中 泰圭、藤本 伊依那、西田 朱里、道具 伸也
    • 学会等名
      第13回トランスポーター研究会九州部会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] The establishment of a novel autaptic culture system equipped with human-induced pluripotent stem cell-derived astrocytes.2022

    • 著者名/発表者名
      Kouya Uchino, Yasuyoshi Tanaka, Sayaka Kawaguchi, Kaori Kubota, Takuya Watanabe, Shutaro Katsurabayashi, Shinichi Hirose & Katsunori Iwasaki.
    • 学会等名
      Neuroscience 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 神経変性疾患の病態解明に資するiPS細胞由来アストロサイトによる最小神経回路の構築.2022

    • 著者名/発表者名
      内野鉱也, 田中泰圭, 川口 紗果, 渡辺拓也, 窪田香織, 桂林秀太郎, 廣瀬伸一, 岩崎克典.
    • 学会等名
      第96回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト iPS細胞由来アストロサイトと共培養した単一ニューロンの興奮性シナプス機能解析.2022

    • 著者名/発表者名
      内野鉱也, 田中泰圭, 川口 紗果, 渡辺拓也, 窪田香織, 桂林秀太郎, 廣瀬伸一, 岩崎克典.
    • 学会等名
      NEURO2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Dravet症候群モデルマウスであるScn1a+/-マウスは細胞外Ca2+濃度が増加するとシナプス伝達の興奮性と抑制性のバランスが崩壊する.2022

    • 著者名/発表者名
      内野鉱也, 河野洋幸, 田中泰圭, 安谷屋友菜, 朝原愛, 弟子丸正伸, 渡辺拓也, 窪田香織, 桂林秀太郎, 廣瀬伸一, 岩崎克典.
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Basic study of pathogenesis of epilepsy by means of iPS cell.2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuyoshi TANAKA
    • 学会等名
      the 13th Asian & Oceanian Epilepsy Congress
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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