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アストロサイトから神経細胞への分化転換を用いた神経回路の機能的再建

研究課題

研究課題/領域番号 21K19425
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分51:ブレインサイエンスおよびその関連分野
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

田中 光一  東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (80171750)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードアストロサイト / 分化転換 / 神経変性疾患 / 神経細胞
研究開始時の研究の概要

神経変性疾患を治療するためには、神経細胞を補充するのみならず、補充された神経細胞が既存の神経回路と機能的な結合をする必要がある。従来、iPS細胞から分化させた神経細胞の移植が行われてきたが、神経回路の再構築は困難である。最近アストロサイトのPtbp1遺伝子をノックダウンすると、アストロサイトが神経細胞に分化転換し、既存の神経回路に組み込まれることが示された。しかし、分化転換の効率は十分ではない。本研究では、脳の全ての部位におけるアストロサイトの分化転換能を解析できるin vivoの系を開発する。その系を用いて、アストロサイトから神経細胞への分化転換を阻害する遺伝子群を同定する。

研究成果の概要

神経変性疾患を治療するためには、失われた神経細胞を補充するのみならず、補充された神経細胞が既存の神経回路と機能的な結合をする必要がある。最近アストロサイトのPtbp1遺伝子をノックダウンすると、アストロサイトがその部位の神経細胞と同じ特徴を持った細胞に分化転換し、既存の神経回路に組み込まれることが示されたが、分化転換の効率は十分ではない。本研究では、脳の全ての部位のアストロサイトからPtbp1遺伝子を欠損させ、各部位におけるアストロサイトの分化転換能を解析できるin vivoの系を開発した。しかし、Ptbp1遺伝子の欠損ではアストロサイトから神経細胞への分化転換は怒らなかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

神経変性疾患を治療するためには、失われた神経細胞を補充するのみならず、補充された神経細胞が既存の神経回路と機能的な結合をする必要がある。最近アストロサイトのPtbp1遺伝子をノックダウンすると、アストロサイトがその部位の神経細胞と同じ特徴を持った細胞に分化転換し、既存の神経回路に組み込まれることが示されたが、分化転換の効率は十分ではない。本研究では、アストロサイトから神経細胞への分化転換を阻害する遺伝子を同定し、その効率化を目指した。しかし、Ptbp1遺伝子の欠損ではアストロサイトから神経細胞への分化転換が起こらないことが明らかになった

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

    (7件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件)

  • [国際共同研究] Max Planck Institute(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Helsinki(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Functional synergy of a human-specific and an ape-specific metabolic regulator in human neocortex development2024

    • 著者名/発表者名
      Xing Lei、Gkini Vasiliki、Nieminen Anni I.、Zhou Hui-Chao、Aquilino Matilde、Naumann Ronald、Reppe Katrin、Tanaka Kohichi、Carmeliet Peter、Heikinheimo Oskari、P??bo Svante、Huttner Wieland B.、Namba Takashi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 15 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41467-024-47437-8

    • 関連する報告書
      2023 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] Astrotactin 2 ( <scp>ASTN2</scp> ) regulates emotional and cognitive functions by affecting neuronal morphogenesis and monoaminergic systems2023

    • 著者名/発表者名
      Ito Takahiro、Yoshida Mikio、Aida Tomomi、Kushima Itaru、Hiramatsu Yuka、Ono Maiko、Yoshimi Akira、Tanaka Kohichi、Ozaki Norio、Noda Yukihiro
    • 雑誌名

      Journal of Neurochemistry

      巻: in press 号: 2 ページ: 211-229

    • DOI

      10.1111/jnc.15790

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Glial modulation of the parallel memory formation2023

    • 著者名/発表者名
      Kanaya Teppei、Ito Ryo、Morizawa Yosuke M.、Sasaki Daichi、Yamao Hiroki、Ishikane Hiroshi、Hiraoka Yuichi、Tanaka Kohichi、Matsui Ko
    • 雑誌名

      Glia

      巻: 71 号: 10 ページ: 2401-2417

    • DOI

      10.1002/glia.24431

    • 関連する報告書
      2023 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] Synaptic pruning through glial synapse engulfment upon motor learning2022

    • 著者名/発表者名
      Morizawa Yosuke M.、Matsumoto Mami、Nakashima Yuka、Endo Narumi、Aida Tomomi、Ishikane Hiroshi、Beppu Kaoru、Moritoh Satoru、Inada Hitoshi、Osumi Noriko、Shigetomi Eiji、Koizumi Schuichi、Yang Guang、Hirai Hirokazu、Tanaka Kohichi、Tanaka Kenji F.、Ohno Nobuhiko、Fukazawa Yugo、Matsui Ko
    • 雑誌名

      Nature Neuroscience

      巻: 25 号: 11 ページ: 1458-1469

    • DOI

      10.1038/s41593-022-01184-5

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Dorsal telencephalon-specific Nprl2- and Nprl3-knockout mice: novel mouse models for GATORopathy2021

    • 著者名/発表者名
      Ishida Saeko、Zhao Di、Sawada Yuta、Hiraoka Yuichi、Mashimo Tomoji、Tanaka Kohichi
    • 雑誌名

      Human Molecular Genetics

      巻: - 号: 9 ページ: 1519-1530

    • DOI

      10.1093/hmg/ddab337

    • 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

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2025-01-30  

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