iPS細胞を用いた遺伝性パーキンソン病の病態解析

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K06777
• 研究機関: 北里大学
• 研究代表者: 太田 悦朗 北里大学, 医療衛生学部, 講師 (60508042)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: パーキンソン病 / LRRK2 / iPS細胞

研究実績の概要

優性遺伝パーキンソン病（PD）の原因分子Leucine-Rich Repeat Kinase 2（LRRK2）に変異をもつPD 患者は、臨床症状や発症年齢、治療薬レボドパに対する反応性が孤発性PD 患者と類似した特徴を示す。そのためLRRK2 の解析は、PD の発症機序を理解する上で重要と考えられる。我々は、LRRK2遺伝子に変異を有する優性遺伝性PD家系内の患者2名からiPS細胞を樹立し、これらのiPS細胞から分化誘導した神経細胞について機能解析を行った。その結果、iPS細胞から誘導した患者の神経細胞群では、健常者の神経細胞群に比べ、(1)酸化ストレスに対する脆弱性があること、(2)ドーパミンの放出異常があること、(3)細胞内のAKT/GSK-3βシグナル伝達経路の異常によってリン酸化タウが増加することが明らかになった。また、iPS細胞を樹立したうちの１名の患者の死後脳を調べたところ、GSK-3β活性化によるリン酸化タウの増加、そしてそれが脳内に沈着して引き起こされる神経原線維変化を確認した。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本年度は、研究計画Ⅰ）iPSC由来神経細胞の機能および形態に関する解析と研究計画Ⅱ）患者剖検脳の解析およびiPSCとの比較から得られた研究成果を学術雑誌に発表した為。

今後の研究の推進方策

今後、ゲノム編集でLRRK2のI2020T変異を遺伝子修復したiPS細胞を樹立する必要がある。また、薬剤スクリーニングによる神経保護効果をもつ薬剤の探索を進める必要がある。

次年度使用額が生じた理由

次年度使用額が生じた理由は、新しいiPS細胞専用培地の購入に関する売買契約が間に合わなかった為。

次年度使用額の使用計画

申請書に記載している研究計画のⅢ）遺伝子修復した患者iPS細胞の作製および解析において、主に使用する予定である。遺伝子修復iPS細胞の樹立には、将来的にヒトへの臨床応用が可能なiPS細胞を樹立を目指すため、売買契約を進めている新しいiPS細胞専用培地を用いて行う予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Leucine-rich repeat kinase 2 is a regulator of B cell function, affecting homeostasis, BCR signaling, IgA production, and TI antigen responses. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kubo M, Nagashima R, Ohta E, Maekawa T, Isobe Y, Kurihara M, Eshima K, Iwabuchi K, Sasaoka T, Azuma S, Melrose HL, Farrer MJ, Obata F
  • 雑誌名: Journal of Neuroimmunology 巻: 292 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1016/j.jneuroim.2016.01.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] I2020T mutant LRRK2 iPSC-derived neurons in the Sagamihara family exhibit increased Tau phosphorylation through the AKT/GSK-3β signaling pathway (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohta E, Nihira T, Uchino A, Imaizumi Y, Okada Y, Akamatsu W, Takahashi K, Hayakawa H, Nagai M, Ohyama M, Ryo M, Ogino M, Murayama S, Takashima A, Nishiyama K, Mizuno Y, Mochizuki H, Obata F, Okano H
  • 雑誌名: Human Molecular Genetics 巻: 24(17) ページ: 4879-4900
  • DOI: 10.1093/hmg/ddv212
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] I2020T mutant LRRK2 iPSC-derived neurons exhibit increased Tau phosphorylation (2016)
  • 著者名/発表者名: 太田悦朗、仁平友子、内野彰子、今泉陽一、岡田 洋平、赤松和土、高橋加代子、永井真貴子、大山学、梁正淵、荻野美恵子、村山繁雄、高島明彦、西山和利、 水野美邦、望月秀樹、小幡文弥、岡野栄之
  • 学会等名: 第15回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 大阪府大阪市（大阪国際会議場）
  • 年月日: 2016-03-17 – 2016-03-19
• [学会発表] I2020T mutant LRRK2 iPSC-derived neurons in the Sagamihara family exhibit increased Tau phosphorylation through the AKT/GSK-3β signaling pathway (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohta E, Nihira T, Uchino A, Imaizumi Y, Okada Y, Akamatsu W, Takahashi K, Hayakawa H, Nagai M, Ohyama M, Ryo M, Ogino M, Murayama S, Takashima A, Nishiyama K, Mizuno Y, Mochizuki H, Obata F, Okano H
  • 学会等名: XXI WFN World Congress on Parkinson's Disease and Related Disorders
  • 発表場所: Italy (Milan), Milano Congressi
  • 年月日: 2015-12-09 – 2015-12-11
  • 国際学会
• [学会発表] ゲノム編集した患者由来疾患iPS細胞の全ゲノム解析によって明らかになったこと (2015)
  • 著者名/発表者名: 曽根岳史、朴聖俊、田中泰圭、太田 悦朗、日暮 憲道、中井 謙太、廣瀬 伸一、岡野 栄之
  • 学会等名: BMB2015 (第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会)
  • 発表場所: 兵庫県神戸市（神戸国際会議場）
  • 年月日: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [学会発表] TALEN-mediated genome editing of patient-derived iPSCs for disease model studies (2015)
  • 著者名/発表者名: Sone T, Tanaka Y, Ohta E, Hosoya M, Ichiyanagi N, Akiyama T, Higurashi N、Hirose S, Okano H
  • 学会等名: The Conference on Transposition and Genome Engineering
  • 発表場所: Japan (Nara), Nara Kasugano International Forum IRAKA
  • 年月日: 2015-11-17 – 2015-11-21
  • 国際学会
• [学会発表] I2020T LRRK2変異をもつ遺伝性パーキンソン病患者のiPS細胞由来神経細胞はTauのリン酸化亢進を示す (2015)
  • 著者名/発表者名: 太田悦朗、仁平友子、内野彰子、今泉陽一、岡田 洋平、赤松和土、高橋加代子、永井真貴子、大山学、梁正淵、荻野美恵子、村山繁雄、高島明彦、西山和利、 水野美邦、望月秀樹、小幡文弥、岡野栄之
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市（神戸国際会議場）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] I2020T LRRK2 iPSC-derived neurons exhibit increased Tau phosphorylation (2015)
  • 著者名/発表者名: 太田悦朗、仁平友子、内野彰子、今泉陽一、赤松和土、高橋加代子、永井真貴子、大山学、梁正淵、荻野美恵子、村山繁雄、高島明彦、西山和利、 水野美邦、望月秀樹、小幡文弥、岡野栄之
  • 学会等名: 第56回日本神経学会学術大会
  • 発表場所: 新潟県新潟市（朱鷺メッセ）
  • 年月日: 2015-05-20 – 2015-05-23
• [図書] 月刊 細胞The CELL特集 疾患特異的iPS細胞を用いた病態解明の最前線 (2015)
  • 著者名/発表者名: 太田悦朗、岡野栄之
  • 総ページ数: 52 (担当箇所pp.5-8)
  • 出版者: ニューサイエンス社
• [図書] ブレインサイエンス・レビュー2015 (2015)
  • 著者名/発表者名: 太田悦朗
  • 総ページ数: 252 (担当箇所pp.15-34)
  • 出版者: 株式会社クバプロ
• [備考] プレスリリース全文
  • URL: www.keio.ac.jp/ja/press_release/2015/.../20150616_01.pdf
• [備考] 遺伝性パーキンソン病患者由来のiPS細胞を樹立
  • URL: http://www.nikkan.co.jp/news/nkx1020150618eaaz.html
• [備考] 慶大など、パーキンソン病患者由来のiPS細胞を樹立 - 脳内の病態を解明
  • URL: http://news.mynavi.jp/news/2015/06/17/298/