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2019 年度 実績報告書

血液からの神経系直接誘導:エピジェネティック変異患者由来血液を用いた神経病態解析

研究課題

研究課題/領域番号 17K10083
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

石川 充  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任助教 (10613995)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードダイレクトリプログラミング / iN / エピゲノム / 神経疾患 / 末梢血細胞 / 直接誘導
研究実績の概要

本研究は、ヒト末梢血T細胞からの直接的な神経細胞誘導技術を開発し、神経疾患のモデル細胞化を目指すものである。最終年度は神経疾患のスクリーニングを見すえた実験系構築として、効率的かつ簡便な分化誘導方法の最適化を行った。
確立済みのセンダイウイルスによる「Oct3/4, Klf4, Sox2, c-Myc, NeuroD1の導入」を用いた分化細胞は興奮性神経細胞のマーカー遺伝子(VGluT1)陽性の細胞が多いことがわかった。またイメージングの詳細条件を検討し、VGluT1はin vivoで見られるようなPunctaが軸索に散在するかたちで同定された。すなわち機能性遺伝子が発現しているだけでなく、正しい局在性や機能性を担っていると考えられる。しかもこれをイメージサイトメーター(In Cell Analyzer 6000)で迅速に定量することを可能にした。
またパーキンソン病やALSの解析ができるようにドパミン神経細胞や運動神経細胞への特異的な分化誘導の可否を検討した。まず本分化誘導で得られる遺伝子発現の傾向を知るために、得られた細胞のRNA-Seqを行った。その結果、ドパミン神経細胞マーカーや運動神経細胞マーカーの発現は低いものの、一般的な神経分化法であるiPS細胞へのNgn2遺伝子導入法よりは高い誘導効率が得られていることが分かった。そこで、その効率を上げ、サブタイプ特異的な神経細胞を作出させるため、センダイウイルスとは別途にレンチウイルスで追加遺伝子導入を試みた。これまで、我々は末梢血単核球へのレンチウイルス感染の効率は不完全であったが、ウイルスの純度と細胞接着の条件を調整し、ほぼ100%の高率でレンチウイルスの感染をさせることに成功した。
以上の技術構築によって、患者多検体を用いた末梢血単核球からの効率的なサブタイプ特異的な直接神経誘導の実現に近づいたと考えられる。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] miRNA-Based Rapid Differentiation of Purified Neurons from hPSCs Advancestowards Quick Screening for Neuronal Disease Phenotypes In Vitro2020

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Mitsuru、Aoyama Takeshi、Shibata Shoichiro、Sone Takefumi、Miyoshi Hiroyuki、Watanabe Hirotaka、Nakamura Mari、Morota Saori、Uchino Hiroyuki、Yoo Andrew S.、Okano Hideyuki
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 9 ページ: 532~532

    • DOI

      10.3390/cells9030532

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] In Vitro Modeling of the Bipolar Disorder and Schizophrenia Using Patient-Derived Induced Pluripotent Stem Cells with Copy Number Variations of PCDH15 and RELN2019

    • 著者名/発表者名
      Ishii Takaya、Ishikawa Mitsuru、Fujimori Koki、Maeda Takuji、Kushima Itaru、Arioka Yuko、Mori Daisuke、Nakatake Yuhki、Yamagata Bun、Nio Shintaro、Kato Takahiro A.、Yang Nan、Wernig Marius、Kanba Shigenobu、Mimura Masaru、Ozaki Norio、Okano Hideyuki
    • 雑誌名

      eneuro

      巻: 6 ページ: 0403~18

    • DOI

      10.1523/ENEURO.0403-18.2019

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Rapid, robust, and subtype-specific neuronal differentiation from human pluripotent stem cells for multi-dimensional screening of neurodevelopmental / psychiatric disorders2020

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa M
    • 学会等名
      The 10th Takeda Science Foundation Symposium on PharmaSciences
    • 国際学会
  • [学会発表] Cellular Modeling of a Neurodevelopmental Disorder using Functionally Matured Human Excitatory / Inhibitory Neurons2019

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa M and Okano H
    • 学会等名
      Neuro2019
    • 招待講演
  • [学会発表] iPS細胞を利用した創薬の未来を語ろう:疾患iPS細胞を使って選抜した薬物でのALSの医師主導治験2019

    • 著者名/発表者名
      石川充
    • 学会等名
      第10回 スクリーニング学研究会
    • 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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