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単一細胞解析による発達期中枢神経細胞サブセットの同定と神経発達症の分子病態の理解

研究課題

研究課題/領域番号 23K24299
補助金の研究課題番号 22H03038 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
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
研究機関京都大学

研究代表者

粟屋 智就  京都大学, 医学研究科, 准教授 (20589593)

研究分担者 辻 雅弘  京都女子大学, 家政学部, 教授 (80579467)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2024年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2023年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2022年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード神経発達症 / エピジェネティクス / 母体免疫活性化 / 周産期異常 / ラットモデル / iPS細胞 / 単一細胞解析 / 発達障害 / 動物モデル / 抗てんかん薬 / 環境因子
研究開始時の研究の概要

この研究の目的は,胎児期に非遺伝的な要因が引き起こす,神経発達症(NDD)の発症メカニズムと,NDDを特徴付ける共通の神経病理基盤を明らかにすることである。遺伝的な要因を持たないラットNDDモデルを用い,併せて同様の刺激を与えたヒトiPS細胞モデルとを比較検討することで,要因や種を超えてNDDに共通する病態の解明を目指す。

研究実績の概要

神経発達症のリスク因子とされる母体の薬物摂取、感染症罹患などの非遺伝的要因が、発達期の中枢神経系に与える影響を分子レベルで解析するため、ラット母獣へのバルプロ酸(VPA)、リポ多糖体(LPS)、ポリイノシン酸・ポリシチジル酸(poly(I:C))の投与により、発達障害モデルの作成を試みた。また、iPS細胞より分化誘導した大脳オルガノイドとミクログリアに対し、LPS、poly(I:C)の投与を行い、免疫系の過剰活性化について検討した。
ラット母獣の免疫賦活化によるモデル作成においては、胎仔死亡や高度の成長障害などを伴い、作成条件による表現型のばらつきが示唆されたため、作成条件の最適化を行った。障害モデルでは、脳重量の差は認めるものの、明確な組織構築異常を認めなかった。単一細胞解析に用いるサンプルについて予備検討を行い、細胞核サンプルを用いることとした。iPS細胞を用いた免疫賦活化実験では、大脳オルガノイドと比して、ミクログリアにおいて、より顕著にインターフェロン応答や炎症性変化が観測された。現在、中枢神経系細胞とミクログリアとの共培養系を用いて、細胞間の相互作用を担保したモデル構築を進めている。
動物モデルに関しては計画に遅れがみられるが、基礎となるモデル動物の最適化は必須であり、丁寧に研究を遂行する。また、研究結果のヒトへの外挿性を検討するためのiPS細胞モデルについては着実に実験系が構築出来ており、このまま予定通り計画を進める。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ラット母獣の免疫賦活化によるモデル作成において、胎仔死亡や高度の成長障害などを伴ったため、モデル作成条件の最適化が必要であったため。

今後の研究の推進方策

当初計画通り、モデル動物の脳組織を用いて単一細胞解析を進め、研究成果をまとめる。

報告書

(1件)
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] MICROGLIAL HYPERACTIVATION SHAPES THE CENTRAL NERVOUS SYSTEM PATHOLOGY IN AICARDI-GOUTIERES SYNDROME CAUSED BY IFIH1 MUTATION2023

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Awaya, Megumu Saito, Ryuta Nishikomori, Masatoshi Hagiwara
    • 学会等名
      ISSCR 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ダウン症iPS細胞のミクログリアへの分化誘導と網羅的遺伝子解析2023

    • 著者名/発表者名
      粟屋智就, 萩原正敏
    • 学会等名
      第45回日本小児遺伝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] iPS細胞由来ミクログリアを用いたAicardi-Goutieres症候群の中枢神経免疫病態の解析2023

    • 著者名/発表者名
      粟屋智就, 齊藤潤, 西小森隆太, 萩原正敏
    • 学会等名
      第65回日本小児神経学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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