パーキンソン病患者由来ヒトｉＰＳ細胞を用いたシナプス病態の解析

• 研究領域: シナプス・ニューロサーキットパソロジーの創成
• 研究課題/領域番号: 23110516
• 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: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 岡田 洋平 慶應義塾大学, 医学部, 特任講師 (30383714)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円); 2012年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2011年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: ヒトiPS細胞 / パーキンソン病

研究実績の概要

2名の家族性パーキンソン病(PARK2)患者の皮膚より樹立したヒトiPS細胞から、神経幹細胞、ニューロンへと分化誘導してその表現型解析を行った。まず、ドパミン作動性ニューロンへの分化誘導効率を検討したところ、健常者、患者由来iPS細胞で差は見られなかった。一方で、患者由来ニューロンでは、還元型グルタチオンレベルが低下し、酸化ストレスマーカーである、DCFH-DAの上昇がみられたことから、酸化ストレスが亢進していると考えらえられた。次に、PARK2の原因遺伝子であるParkinが、障害されたミトコンドリアに選択的に集積し、オートファジーに関与することが知られていることから、ミトコンドリア脱共役剤であるCCCPを添加して、ミトコンドリアの動態を解析した。その結果、健常者iPS細胞から誘導したニューロンでは、CCCP処理によりCIII core-1陽性のミトコンドリアが速やかに消失したのに対し、患者iPS細胞由来ニューロンでは、CCCPによるミトコンドリアの消失がみられなかった。さらに、電子顕微鏡解析により、ミトコンドリア形態の異常も観察されたことから、患者iPS細胞由来ニューロンでは、オートファジーによるミトコンドリア恒常性維持機構が障害されていると考えられた。
また、2名の患者iPS細胞由来ニューロンと、一人目の患者剖検脳、二人目の患者の父（同じPARK2患者）の剖検脳を用いて、Lewy小体を構成するalpha-Syncleinの解析を行ったところ、一人目の患者由来ニューロンではalpha-Syncleinの蓄積がみられ、剖検脳ではLewy小体がみられたのに対し、二人目の患者由来ニューロンおよび父親の剖検脳では、これらの所見は見られなかった。これらの結果から、iPS細胞由来ニューロンは、患者脳における病態をよく反映していると考えられた。

現在までの達成度 (段落)

24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

24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] Enhanced aggregation of androgen receptor in induced pluripotent stem cell-derived neurons from spinal and bulbar muscular atrophy. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nihei Y, Ito D, Okada Y, Akamatsu W, Yagi T, Yoshizaki T, Okano H, Suzuki N.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 288 号: 12 ページ: 8043-8052
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.408211
  • 査読あり
• [雑誌論文] Steps toward safe cell therapy using induced pluripotent stem cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Okano H
  • 雑誌名: Circulation Research 巻: 112 号: 3 ページ: 523-33
  • DOI: 10.1161/circresaha.111.256149
  • 査読あり
• [雑誌論文] RNA-Binding Protein Musashi1 Modulates Glioma Cell Growth through the Post-Transcriptional Regulation of Notch and PI(3) Kinase/Akt Signaling Pathways (2012)
  • 著者名/発表者名: Muto J, Imai T, Ogawa D, Nishimoto Y, Okada Y, Mabuchi Y, Kawase T, Iwanami A, Mischel PS, Saya H, Yoshida K, Matsuzaki Y, Okano H
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7(3) 号: 3 ページ: e33431-e33431
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0033431
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of induced pluripotent stem cells from centenarians for neurodegenerative disease research (2012)
  • 著者名/発表者名: Yagi, T.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7 号: 7 ページ: e41572-e41572
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0041572
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitochondrial dysfunction associated with increased oxidative stress and -synuclein accumulation in PARK2 iPSC-derived neurons and postmortem brain tissue. (2012)
  • 著者名/発表者名: Imaizumi Y
  • 雑誌名: Mol Brain 巻: 5 号: 1 ページ: 35-35
  • DOI: 10.1186/1756-6606-5-35
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient Derivation of Multipotent Neural Stem/Progenitor Cells from Non-human Primate Embryonic Stem Cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimada H, Okada Y, Ibata K, Ebise H, Ota S, Tomioka I, Nomura T, Maeda T, Kohda K, Yuzaki M, Sasaki E, Nakamura M, Okano H
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7(11) 号: 11 ページ: e49469-e49469
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0049469
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple analyses of G-protein coupled receptor (GPCR) expression in the development of gefitinib-resistance in transforming non-small-cell lung cancer. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kuzumaki N
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7 号: 10 ページ: e44368-e44368
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0044368
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pre-Evaluated Safe Human iPSC-Derived Neural Stem Cells Promote Functional Recovery after Spinal Cord Injury in Common Marmoset without Tumorigenicity (2012)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Y, Okada Y
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7 号: 12 ページ: e52787-e52787
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0052787
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of k-opioid receptor agonist on the growth of non-small cell lung cancer (NSCLC) cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Kuzumaki N, Suzuki A, Narita M, Hosoya T, Nagasawa A, Imai S, Yamamizu K, Morita H, Nagase H, Okada Y, Okano HJ, Yamashita JK, Okano H, Suzuki T, Narita M
  • 雑誌名: Br J Cancer 巻: 106(Epub 2012 Feb 16) 号: 6 ページ: 1148-1152
  • DOI: 10.1038/bjc.2011.574
  • 査読あり
• [雑誌論文] Steps toward safe cell therapy using induced pluripotent stem cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Okano, H., Nakamura, M., et al
  • 雑誌名: Circulation Research 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene targeting and subsequent site-specific transgenesis at theβ-actin(ACTB) locus in common marmoset embryonic stem cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Shiozawa, S., Suemizu, H.(12名・8番目)
  • 雑誌名: Stem Cells Dev 巻: 20 号: 9 ページ: 1587-99
  • DOI: 10.1089/scd.2010.0351
  • 査読あり
• [雑誌論文] Musashi 1 cooperates in abnormal cell LINeage protein 28 (Lin28)-mediated Let-7 family microRNA biogenesis in early neural differentiation (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawahara, H., Okada, Y., et al
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 286 号: 18 ページ: 16121-30
  • DOI: 10.1074/jbc.m110.199166
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modeling familial Alzheimer's disease with induced pluripotent stem cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Yagi T, Ito D, Okada Y, Akamatsu W, Nihei Y, Yoshizaki T, Yamanaka S, Okano H, Suzuki N
  • 雑誌名: Human Molecular Genetics 巻: 20 号: 23 ページ: 4530-9
  • DOI: 10.1093/hmg/ddr394
  • 査読あり
• [雑誌論文] Grafted human-induced pluripotent stem-cell-derived neurospheres promotemotor functional recovery after spinal cord injury in mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Nori, S., et al
  • 雑誌名: Proceedings of National Academy of Science U.S.A. 巻: 108 号: 40 ページ: 16825-16830
  • DOI: 10.1073/pnas.1108077108
  • 査読あり
• [学会発表] iPS細胞を用いた神経再生と病態解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡田洋平
  • 学会等名: 第4回岐阜脳神経研究会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2013-02-02
  • 招待講演
• [学会発表] 不完全にリプログラミングされたヒトiPS細胞由来神経幹細胞は分化誘導に伴うゲノム不安定化によりグリオーマ様腫瘍を形成する (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡田洋平
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-12
• [学会発表] ヒトiPS細胞由来神経幹細胞の応用とその問題点 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡田洋平
  • 学会等名: 第24回日本脳循環代謝学会総会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2012-11-09
  • 招待講演
• [学会発表] 多能性幹細胞・神経幹細胞を用いた神経再生と病態解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡田洋平
  • 学会等名: 第13回埼玉パーキンソン病治療研究会
  • 発表場所: 大宮
  • 年月日: 2012-11-01
  • 招待講演
• [学会発表] Evaluation of human iPS cells by neural differentiation and tumorigenicity (2012)
  • 著者名/発表者名: Okada Y
  • 学会等名: ISSCR 10th annual Meeting
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2012-06-15
• [学会発表] 神経分化と造腫瘍性から迫るヒトiPS細胞の品質評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡田洋平、宮冬樹, 他
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] Evaluation of human iPS cells by neural differentiation and tumorigenicity (2011)
  • 著者名/発表者名: Okada Y, Miya F, et al
  • 学会等名: IBRO World congress of Neuroscience
  • 発表場所: フィレンツェ(イタリア)
  • 年月日: 2011-07-16
• [学会発表] 神経分化と造腫瘍性から迫るヒトiPS細胞の品質評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡田洋平、岡野栄之
  • 学会等名: 第52回日本神経学会学術大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県)
  • 年月日: 2011-05-20
• [備考]
  • URL: http://www.careerpath-prj.keio.ac.jp/kanrinmaru/scholar/okada/index.html