シングルセルを活用した運動ニューロン疾患の新規病態関連因子探索システムの構築

• 研究課題/領域番号: 22K07545
• 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: 愛知医科大学
• 研究代表者: 伊藤 卓治 愛知医科大学, 加齢医科学研究所, 助教 (30794151)
• 研究分担者: 岡田 洋平 愛知医科大学, 加齢医科学研究所, 教授 (30383714)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2022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: 運動ニューロン / 骨格筋 / 神経筋接合部 / シングルセル / 運動ニューロン疾患 / 球脊髄性筋萎縮症（SBMA） / iPS細胞 / 神経筋接合部（NMJ）

研究開始時の研究の概要

運動ニューロン疾患では、運動ニューロンにおける病態のみならず、骨格筋との相互作用が病態に大きく寄与すると考えられている。そのため、神経筋接合部（Neuromuscular junction; NMJ）を介した運動ニューロンと骨格筋の相互作用を詳細に解析できるモデルの開発が求められてきた。
しかし、運動ニューロンと骨格筋の相互作用を一つの機能単位（神経筋ユニット）として分子レベルでの解析を行った疾患モデルの報告は乏しいため、分子病態は不明な点が多い。本研究では、ヒトiPS細胞から誘導した運動ニューロンと骨格筋を共培養し、その相互作用を分子レベルで解析するためのシステムを開発する。

研究実績の概要

核抽出条件の検討：bufferの反応時間や単離法などの検討を行い、最適な条件を決定した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

最適な抽出条件を決定できたため、おおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

決定した条件で、scRNA-seq/snRNA-seqを進めていく予定である。

研究成果

• [雑誌論文] The SYNGAP1 3'UTR variant in ALS patients causes aberrant SYNGAP1 splicing and dendritic spine loss by recruiting HNRNPK (2022)
  • 著者名/発表者名: Yokoi S, Ito T, Sahashi K, Nakatochi M, Tohnai G, Nakamura R, Fujioka Y, Ishigaki S, Udagawa T, Izumi Y, Morita M, Kano O, Oda M, Sone T, Okano H, Atsuta N, Katsuno M, Okada Y*, Sobue G*
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 42 号: 47 ページ: 8881-8896
  • DOI: 10.1523/jneurosci.0455-22.2022
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] SBMAの病態解明・治療開発研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 岡田梨奈、岡田洋平
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 73 ページ: 480-481
• [学会発表] iPS細胞を用いたSBMAの病態解明、治療開発研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 岡田洋平
  • 学会等名: SBMAの会 2022年度医療セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] iPS細胞を用いた神経疾患の病態解明と治療戦略 (2022)
  • 著者名/発表者名: 岡田洋平
  • 学会等名: 第62回日本定位・機能神経外科学会
  • 招待講演
• [学会発表] Elucidating early pathophysiology of spinal-bulbar muscular atrophy using disease-specific iPSCs (2022)
  • 著者名/発表者名: 小野寺一成, 下門大祐, Bruno De Araujo Herculano1, 石原康晴, 依田真由子, 太田明伸, 矢野真人, 宮冬樹, Rashid Muhammad Irfanur, 伊藤卓治, 岡田梨奈, 角田達彦, 細川好孝, 道勇学, 祖父江元, 勝野雅央,岡野栄之,岡田洋平
  • 学会等名: 第63回日本神経学会学術大会
• [学会発表] Monomerization of TDP-43 is a key determinant for inducing TDP-43 pathology in ALS (2022)
  • 著者名/発表者名: 大岩康太郎, 渡邊征爾, 小野寺一成, 井口洋, 岡田洋平, 勝野雅央, 山中 宏二
  • 学会等名: 第63回日本神経学会学術大会
• [学会発表] 疾患iPS細胞由来神経・筋共培養モデルを用いた運動ニューロン疾患の非細胞自律的神経変性を担う分子病態の解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 伊藤卓治、ラシッド ムハンマド イルファヌール、小野寺一成、岡田梨奈、下門大祐、田中智史、勝野雅央、祖父江元、道勇学、岡野栄之、岡田洋平
  • 学会等名: 第33回日本末梢神経学会学術集会
• [学会発表] Establishment of a more efficient disease model for ALS using feeder-free disease specific iPSCs (2022)
  • 著者名/発表者名: Khatun Z, Onodera K, Yamaguchi S, Okada R, Ito T, Rashid MI, Inoue H, Aoki M, Okano H, Doyu M, Okada Y
  • 学会等名: 第33回日本末梢神経学会学術集会
• [学会発表] 疾患iPS細胞由来神経・筋共培養モデルを用いた運動ニューロン疾患の非細胞自律的神経変性を担う分子病態の解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 伊藤卓治、ラシッド ムハンマド イルファヌール、小野寺一成、岡田梨奈、下門大祐、田中智史、勝野雅央、祖父江元、道勇学、岡野栄之、岡田洋平
  • 学会等名: 第45回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Establishment of a more efficient disease model for ALS using feeder-free disease specific iPSCs (2022)
  • 著者名/発表者名: Khatun Z, Onodera K, Yamaguchi S, Okada R, Ito T, Rashid MI, Inoue H, Aoki M, Okano H, Doyu M, Okada Y
  • 学会等名: 第45回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Bulk differentiation of iPSCs into contractible muscles for muscular disease modeling (2022)
  • 著者名/発表者名: Rashid MI, Ito T, Miya F, Shimojo D, Arimoto K, Onodera K, Okada R, Nagashima T, Yamamoto K, Khatun Z, Okano H, Sakurai H, Shimizu K, Doyu M, Okada Y
  • 学会等名: 第45回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 疾患iPS細胞由来神経・筋共培養モデルを用いた運動ニューロン疾患の非細胞自律的神経変性を担う分子病態の解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 伊藤卓治、ラシッド ムハンマド イルファヌール、小野寺一成、岡田梨奈、下門大祐、田中智史、勝野雅央、祖父江元、道勇学、岡野栄之、岡田洋平
  • 学会等名: 第22回日本再生医療学会総会
• [学会発表] Establishment of a more efficient disease model for ALS using feeder-free disease specific iPSCs (2022)
  • 著者名/発表者名: Khatun Z, Onodera K, Yamaguchi S, Okada R, Ito T, Rashid MI, Inoue H, Aoki M, Okano H, Doyu M, Okada Y
  • 学会等名: 第22回日本再生医療学会総会
• [学会発表] 疾患特異的iPS細胞を用いた球脊髄性筋萎縮症（SBMA）の早期病態解明と治療開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 小野寺一成、下門大祐、石原康晴、太田明伸、Muhammad Irfanur Rashid、伊藤卓治、岡田梨奈、細川好孝、道勇学、祖父江元、勝野雅央、岡野栄之、岡田洋平
  • 学会等名: 第22回日本再生医療学会総会