iPS細胞の分化系の技術開発および独自の統合失調症多発家系患者の分子病態解析

• 研究領域: マイクロエンドフェノタイプによる精神病態学の創出
• 研究課題/領域番号: 15H01286
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 中澤 敬信 大阪大学, 歯学研究科, 准教授 (00447335)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2016年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2015年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: iPS細胞 / 統合失調症 / 精神疾患 / 疾患iPS細胞 / クロザピン / 抗精神病薬 / 多発家系

研究実績の概要

本年度は、患者由来神経細胞を直接的に扱うことが可能となるiPS細胞技術を利用して統合失調症発症の分子病態の一端を明らかにすることを目的とした研究を実施し、以下の成果を得た。
１）前年度の研究で、iPS細胞を神経細胞に分化させる系の改良を実施し、電気生理学的解析に適している神経細胞の分化方法を確立した。本年度は、その系を利用し、独自に見いだしている統合失調症の多発家系患者由来の神経細胞の電気生理学的解析を実施し、患者細胞で、mIPSCのamplitudeに異常があることを見いだした。
２）前年度までの研究で、一卵性双生児の治療抵抗性統合失調症患者（片方の患者のみクロザピンが効果的であった）のクロザピン応答性不一致の分子基盤として、プロトカドヘリンといった細胞接着因子群の発現が、患者間で有意に異なることを見いだしていた。本年度は、さらに４人の治療抵抗性統合失調症患者（２人はクロザピンが効果的、２人はクロザピンに応答しない）からiPS細胞を樹立し、分化神経細胞を用いて、RNA発現解析を実施した。その結果、すでに同定していた細胞接着因子群のうち一部の遺伝子に関して、一卵性双生児患者でみられたクロザピンが有効な患者と効果的ではなかった患者間の遺伝子発現の相違の再現性が確認された。一卵性双生児由来の神経細胞における細胞接着因子群の機能を解析することを目的として、神経細胞の形態観察を実施したところ、患者間でdendriteの長さの総和（細胞当たり）に差があることを見いだした。
３）前年度までの研究で、ARHGAP33が統合失調症と関連していることを見いだしていた。本年度は、ARHGAP33やSORT1といった細胞内蛋白質輸送に関与する分子群の機能解析をiPS由来分化神経細胞で実施するための系の構築を実施した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of Clozapine on DNA Methylation in Peripheral Leukocytes from Patients with Treatment-Resistant Schizophrenia. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita M, Numata S, Tajima A, Yamamori H, Yasuda Y, Fujimoto M, Watanabe S, Umehara H, Shimodera S, Nakazawa T, Kikuchi M, Nakaya A, Hashimoto H, Imoto I, Hashimoto R, Ohmori T.
  • 雑誌名: Int J Mol Sci. 巻: 18 号: 3 ページ: 632-632
  • DOI: 10.3390/ijms18030632
  • NAID: 120006535029
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Differential gene expression profiles in neurons generated from lymphoblastoid B-cell line-derived iPS cells from monozygotic twin cases with treatment-resistant schizophrenia and discordant responses to clozapine. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa T, Kikuchi M, Ishikawa M, Yamamori H, Nagayasu K, Matsumoto T, Fujimoto M, Yasuda Y, Fujiwara M, Okada S, Matsumura K, Kasai A, Hayata-Takano A, Shintani N, Numata S, Takuma K, Akamatsu W, Okano H, Nakaya A, Hashimoto H, Hashimoto R.
  • 雑誌名: Schizophr Res. 巻: 181 ページ: 75-82
  • DOI: 10.1016/j.schres.2016.10.012
  • NAID: 120007037467
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Double In situ Hybridization for MicroRNAs and mRNAs in Brain Tissues. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kasai A, Kakihara S, Miura H, Okada R, Hayata-Takano A, Hazama K, Niu M, Shintani N, Nakazawa T, Hashimoto H.
  • 雑誌名: Front Mol Neurosci. 巻: 9 ページ: 126-126
  • DOI: 10.3389/fnmol.2016.00126
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Critical involvement of the orbitofrontal cortex in hyperlocomotion induced by NMDA receptor blockade in mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Seiriki K, Kasai A, Kuwaki T, Nakazawa T, Yamaguchi S, Hashimoto H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 480 号: 4 ページ: 558-563
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.10.089
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Involvement of Brain-Enriched Guanylate Kinase-Associated Protein (BEGAIN) in Chronic Pain after Peripheral Nerve Injury. (2016)
  • 著者名/発表者名: Katano T, Fukuda M, Furue H, Yamazaki M, Abe M, Watanabe M, Nishida K, Yao I, Yamada A, Hata Y, Okumura N, Nakazawa T, Yamamoto T, Sakimura K, Takao T, Ito S.
  • 雑誌名: eNeuro. 巻: 3 号: 5 ページ: 0110-16
  • DOI: 10.1523/eneuro.0110-16.2016
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Prostaglandin D2 signaling mediated by the CRTH2 receptor is involved in MK-801-induced cognitive dysfunction. (2016)
  • 著者名/発表者名: Onaka Y, Shintani N, Nakazawa T, Kanoh T, Ago Y, Matsuda T, Hashimoto R, Ohi K, Hirai H, Nagata KY, Nakamura M, Kasai A, Hayata-Takano A, Nagayasu K, Takuma K, Ogawa A, Baba A, Hashimoto H.
  • 雑誌名: Behav Brain Res. 巻: 314 ページ: 477-486
  • DOI: 10.1016/j.bbr.2016.07.050
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phosphorylation of NMDA receptor GluN2B subunit at Tyr1472 is important for trigeminal processing of itch. (2016)
  • 著者名/発表者名: Inoue A, Uchida H, Nakazawa T, Yamamoto T, Ito S.
  • 雑誌名: Eur J Neurosci. 巻: 44 号: 7 ページ: 2474-2482
  • DOI: 10.1111/ejn.13337
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] De novo POGZ mutations in sporadic autism disrupt the DNA-binding activity of POGZ. (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsumura K, Nakazawa T, Nagayasu K, Gotoda-Nishimura N, Kasai A, Hayata-Takano A, Shintani N, Yamamori H, Yasuda Y, Hashimoto R, Hashimoto H .
  • 雑誌名: Journal of Molecular Psychiatry 巻: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Emerging roles of ARHGAP33 in intracellular trafficking of TrkB and pathophysiology of neuropsychiatric disorders. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa T, Hashimoto R, Sakoori K, Sugaya Y, Tanimura A, Hashimotodani Y, Ohi K, Yamamori H, Yasuda Y, Umeda-Yano S, Kiyama Y, Konno K, Inoue T, Yokoyama K, Inoue T, Numata S, Ohnuma T, Iwata N, Ozaki N, Hashimoto H, Watanabe M, Manabe T, Yamamoto T, Takeda M, Kano M.
  • 雑誌名: Nat Communications 巻: 7 号: 1 ページ: 10594-10594
  • DOI: 10.1038/ncomms10594
  • NAID: 120006535052
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Whole-exome sequencing and neurite outgrowth analysis in autism spectrum disorder. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto R, Nakazawa T, Tsurusaki Y, Yasuda Y, Nagayasu K, Matsumura K, Kawashima H, Yamamori H, Fujimoto M, Ohi K, Umeda-Yano S, Fukunaga M, Fujino H, Kasai A, Hayata-Takano A, Shintani N, Takeda M, Matsumoto N, Hashimoto H.
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 巻: 61 号: 3 ページ: 199-206
  • DOI: 10.1038/jhg.2015.141
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] CNS創薬を支援する疾患モデルの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 橋本均、笠井淳司、中澤敬信
  • 学会等名: 日本安全製薬理研究会 第8回学術年会
  • 発表場所: 東京都文京区 東京大学講堂
  • 年月日: 2017-02-10
  • 招待講演
• [学会発表] ASD-associated de novo mutations in POGZ impair the DNA-binding activity of POGZ (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa T, Matsumura K, Nagayasu K, Kasai A, Hayata-Takano A, Shintani N, Takuma K, Yamamori H, Yasuda Y, Hashimoto R, Hashimoto H
  • 学会等名: 55th Annual Meeting, ACNP
  • 発表場所: Diplomat Resort & Spa, Hollywood, Florida, Hollywood FL USA
  • 年月日: 2016-12-04
  • 国際学会
• [学会発表] iPS細胞を用いたクロザピン反応性のメチル化解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 沼田周助、菊地正隆、中澤敬信、橋本亮太
  • 学会等名: 第26回 日本臨床精神神経薬理学会
  • 発表場所: 大分県大分市 ホルトホール大分
  • 年月日: 2016-11-17
  • 招待講演
• [学会発表] iPS細胞関連技術を用いた統合失調症患者のクロザピン応答性の個人間の相違の分子機構解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中澤敬信、橋本亮太、橋本均
  • 学会等名: 第46回 日本神経精神薬理学会年会
  • 発表場所: 韓国ソウル市 COEX
  • 年月日: 2016-07-02
  • 招待講演
• [学会発表] iPS細胞関連技術を用いたクロザピン応答性の分子基盤解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤原幹也、菊地正隆、永安一樹、中澤敬信、山森英長、笠井淳司、早田敦子、新谷紀人、藤本美智子、
  • 学会等名: 第89回 日本薬理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県川崎市）
  • 年月日: 2016-03-09
• [学会発表] 統合失調症関連遺伝子のマウス脳における発現解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩田晋平、松村憲佑、永安一樹、馬場優志、笠井淳司、早田敦子、新谷紀人、田熊一敞、中澤敬信、 橋本均
  • 学会等名: 第130回日本薬理学会近畿部会
  • 発表場所: 京都府京都市 京都大学講堂
• [学会発表] 自閉症の疾患特異的候補遺伝子の機能的スクリーニング (2015)
  • 著者名/発表者名: 松村憲佑、橋本亮太、中澤敬信、鶴崎美徳、安田由華、永安一樹、川島和、山森英長、藤本美智子、
  • 学会等名: 第38回日本神経科学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-28
• [備考] 大阪大学大学院薬学研究科神経薬理学分野
  • URL: http://molpharm.umin.jp/
• [備考] 大阪大学大学院歯学研究科薬理学教室
  • URL: http://web.dent.osaka-u.ac.jp/~pharm/
• [備考] 統合失調症発症のカギを解明 阪大グループ、特定タンパク質が影響 治療薬開発に道
  • URL: http://www.sankei.com/west/news/160204/wst1602040010-n1.html
• [備考] 物質輸送のタンパク質不足、統合失調症の発症リスク増
  • URL: http://www.nikkei.com/article/DGXLZO96890970T00C16A2000000/
• [備考] 神経細胞内:たんぱく質移動分子欠けると脳機能障害 阪大がマウス実験 統合失調症新薬に道
  • URL: http://mainichi.jp/auth/guide.php?url=%2Farticles%2F20160204%2Fddn%2F008%2F040%2F031000c
• [備考] 細胞内タンパク質輸送の異常が記憶・学習等の脳高次機能に障害を与える分子メカニズムを発見
  • URL: http://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2016/20160203_1