| 研究課題/領域番号 |
23K06955
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分52020:神経内科学関連
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| 研究機関 | 愛知医科大学 |
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研究代表者 |
徳井 啓介 愛知医科大学, 医学部, 講師 (80556100)
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| 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)
伊藤 卓治 愛知医科大学, 加齢医科学研究所, 助教 (30794151)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2024年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 神経・筋オルガノイド / 運動ニューロン / 骨格筋 / 神経筋接合部 / 運動ニューロン疾患 / オルガノイド |
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| 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、骨格筋やグリア細胞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や、神経・筋ユニットとグリア細胞との相互作用を詳細に解析し得るモデルの開発が求められてきた。しかし、これらの細胞を一つのユニットとして捉えた疾患モデルの報告はなく、分子病態も未解明である。本研究では、神経と筋肉の機能を模擬した3次元（3D）細胞培養である神経・筋オルガノイドを構築し、神経・筋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。
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| 研究実績の概要 |
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、骨格筋やグリア細胞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や、神経・筋ユニットとグリア細胞との相互作用を詳細に解析し得るモデルの開発が求められてきた。しかし、これらの細胞を一つのユニットとして捉えたモデルの報告はなく、その分子生理や分子病態も十分には解明されていない。本研究では、神経と骨格筋の相互作用をより生理的な条件下で再現する3次元（3D）細胞培養（神経・筋オルガノイド）を作製し、その生理機能や病態を分子レベルで解析するためのシステムを開発する。
(1)iPS細胞から骨格筋へと高効率に分化誘導する方法を開発し、運動ニューロン疾患である球脊髄性筋萎縮症の疾患特異的iPS細胞から骨格筋を分化誘導し、その表現型をin vitroで再現することに成功した。またこの方法を応用し、三次元骨格筋組織を培養する方法を確立し、電気刺激により筋収縮を得ることに成功した。
(2)コントロールヒトiPS細胞を用いて、神経・筋オルガノイドの培養を行った。その結果、運動ニューロンへ分化する神経前駆細胞と骨格筋へ分化する中胚葉前駆細胞により構成されるオルガノイドの形成が観察された。今後さらに培養条件の詳細を検討していく予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
ヒトiPS細胞から骨格筋へと高効率に分化誘導する培養法の確立と疾患表現型の再現、三次元骨格筋組織の培養とその機能性の証明に成功した。さらに神経・筋オルガノイドの形成を観察できており、概ね順調に進捗していると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
より成熟したヒトiPS細胞由来骨格筋や三次元骨格筋組織の培養法の確立、およびそれを用いた疾患解析、神経・筋オルガノイドの組織学的解析、および培養条件の改良や長期間の培養によるその成熟度の評価等を進める。
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