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2021 年度 実施状況報告書

疾患特異的iPS細胞を用いたポリグルタミン病創薬スクリーニングシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K07539
研究機関愛知医科大学

研究代表者

丹羽 淳一  愛知医科大学, 医学部, 教授 (50378022)

研究分担者 岡田 洋平  愛知医科大学, 医学部, 准教授 (30383714)
伊藤 卓治  愛知医科大学, 公私立大学の部局等, 客員研究員 (30794151)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワード疾患特異的iPS細胞 / ポリグルタミン病 / スクリーニング / 球脊髄性筋萎縮症
研究実績の概要

(1)解析に用いるSBMAモデル細胞の作製:筋収縮を確認できたヒト骨格筋細胞であるHu5/KD3を用いて、AR24Q(正常型)または AR55Q, AR97Q(変異型)を定常発現するヒト骨格筋細胞株を作成し、ウマ血清存在下で筋管を誘導し、導入した変異ARの発現と凝集体形成、筋収縮能の変化を解析している。
(2)内在性伸長ポリグルタミン鎖を可視化し得る新規プローブの作成:前年度までに、正常ポリグルタミン鎖(正常CAGリピート数)をもつtruncate AR24QとEmGFPの融合タンパク (tAR24Q-EmGFP)は、全長ARの凝集体形成を可視化し得ることを確認したが、毒性を示す可能性があることから、より毒性が低いと考えられるプローブを作成し、その特性解析を進めている。
(3)疾患特異的iPS細胞を用いた検討:iPS細胞由来運動ニューロンの分化成熟促進法を確立し、この培養法を用いてSBMAの表現型を再現し得た。また、iPS細胞由来骨格筋の簡便、かつ迅速な分化誘導法を確立した。さらに、この培養法を用いて、iPS細胞由来骨格筋の三次元培養を行い、その筋収縮を得ることに成功した。現在、成熟促進法の検討、および疾患特異的iPS細胞由来骨格筋の表現型解析を進めている。このようにして疾患特異的iPS細胞から誘導した運動ニューロンや骨格筋は、作成したプローブの評価、および最適化に用いることができると考えられる。

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

ヒト骨格筋細胞株を用いた解析では、病態を再現し得る疾患モデルを作成したが、機能性において課題を抱えており、さらなる検討が必要である。また、疾患特異的iPS細胞を用いた解析では、iPS細胞由来骨格筋の簡便、かつ迅速な分化誘導法を確立したが、成熟が不十分であると考えられ、現在成熟促進法の検討を進めている。これにより、より解析に適した疾患モデルの作成が可能になると考えられる。これらの解析と同時に、より効率的に凝集体を可視化し得るプローブの作成を進めている。

今後の研究の推進方策

iPS細胞を用いた疾患モデルの作成を進めるとともに、作製した疾患モデル細胞を用いて、作成したプローブの評価を行っていく予定である。

次年度使用額が生じた理由

効率的な研究費の使用により、次年度使用額が生じた。翌年度分と合わせて、実験試薬や実験器具等の消耗品の購入、研究技術員の雇用等に充てる予定である。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2021 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Two distinct mechanisms of neuropathy in immunoglobulin light chain (AL) amyloidosis2021

    • 著者名/発表者名
      Koike H, Mouria N, Fukamia Y, Iijima M, Matsuo K, Yagi N, Saito A, Nakamura H, Takahashi K, Nakae Y, Okada Y, Tanaka F, Sobue G, Katsuno M
    • 雑誌名

      Commun Biol.

      巻: 421 ページ: 117305

    • DOI

      10.1016/j.jns.2020.117305.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective suppression of polyglutamine-expanded protein by lipid nanoparticle-delivered siRNA targeting CAG expansions in the mouse CNS.2021

    • 著者名/発表者名
      Hirunagi T, Sahashi K, Tachikawa K, Leu AI, Nguyen M, Mukthavaram R, Karmali PP, Chivukula P, Tohnai G, Iida M, Onodera K, Ohyama M, Okada Y, Okano H, Katsuno M.
    • 雑誌名

      Mol Ther Nucleic Acids.

      巻: 24 ページ: 1月10日

    • DOI

      10.1016/j.omtn.2021.02.007.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of a Human Neuromuscular Tissue-on-a-Chip Model on a 24-Well-Plate-Format Compartmentalized Microfluidic Device2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto K, Yamaoka N, Imaizumi Y, Nagashima T, Furutani T, Ito T, Okada Y, Honda H, Shimizu K
    • 雑誌名

      Lab on a Chip

      巻: 21 ページ: 1897-1907

    • DOI

      10.1039/d1lc00048a.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Antiparkinsonian drugs as potent contributors to nocturnal sleep in patients with Parkinson's disease.2021

    • 著者名/発表者名
      Taguchi S, Koide H, Oiwa H, Hayashi M, Ogawa K, Ito C, Nakashima K, Yuasa T, Yasumoto A, Ando H, Fujikake A, Fukuoka T, Tokui K, Izumi M, Tsunoda Y, Kawagashira Y, Okada Y, Niwa JI, Doyu M.
    • 雑誌名

      PLoS One.

      巻: 16 ページ: e0255274

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0255274.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Developmental dysregulation of excitatory-to-inhibitory GABA-polarity switch may underlie schizophrenia pathology: A monozygotic-twin discordant case analysis in human iPS cell-derived neurons.2021

    • 著者名/発表者名
      Toritsuka M, Yoshino H, Makinodan M, Ikawa D, Kimoto S, Yamamuro K, Okamura K, Akamatsu W, Okada Y, Matsumoto T, Hashimoto K, Ogawa Y, Saito Y, Watanabe K, Aoki C, Takada R, Fukami SI, Hamano-Iwasa K, Okano H, Kishimoto T.
    • 雑誌名

      Neurochem Int.

      巻: - ページ: 105179

    • DOI

      10.1016/j.omtn.2021.02.007.

    • 査読あり
  • [学会発表] 疾患特異的iPS細胞を用いた運動ニューロン疾患の病態解明と治療開発2021

    • 著者名/発表者名
      岡田洋平
    • 学会等名
      第62回日本神経学会学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 病態に基づいた神経疾患の再生戦略2021

    • 著者名/発表者名
      岡田洋平
    • 学会等名
      浜松医科大学尖端医学シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 疾患特異的iPS細胞を用いた神経・筋病態の解明2021

    • 著者名/発表者名
      岡田洋平
    • 学会等名
      第60回日本臨床検査医学会東海・北陸支部総会、第344回日本臨床化学会東海・北陸支部例会 連合大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Elucidating early pathophysiology of spinal-bulbar muscular atrophy using disease-specific iPSCs2021

    • 著者名/発表者名
      小野寺一成, 下門大祐, de Ara?jo Herculano B,石原康晴, 依田真由子, 太田明伸, 矢野真人, 宮冬樹, Rashid MI, 伊藤卓治, 岡田梨奈, 角田達彦, 細川好孝, 道勇学, 祖父江元, 勝野雅央, 岡野栄之, 岡田 洋平
    • 学会等名
      第62回日本神経学会学術大会
  • [学会発表] SynGAP variant from ALS cohort causes spine abnormality by excessive recruitment of FUS and hnRNPK2021

    • 著者名/発表者名
      横井聡, 伊藤卓治, 佐橋健太郎, 中村亮一, 石垣診祐, 熱田直樹, 勝野雅央, 岡田 洋平, 祖父江元
    • 学会等名
      第62回日本神経学会学術大会
  • [学会発表] 脳卒中患者における自律神経機能と病状との関連2021

    • 著者名/発表者名
      中島 康自, 小出 弘文, 林 未久, 伊藤 千弘, 湯淺 知子, 安本 明弘, 安藤 宏明, 田口 宗太郎, 藤掛 彰史, 福岡 敬晃, 徳井 啓介, 川頭 祐一, 岡田 洋平, 丹羽 淳一, 道勇 学
    • 学会等名
      第62回日本神経学会学術大会
  • [学会発表] Allele selective suppression of mutant polyQ protein by LNP-delivered siRNA targeting CAG expansions2021

    • 著者名/発表者名
      蛭薙智紀, 佐橋健太郎, 立川潔, Leu A, Nguyen M, Mukthavaram R, Karmali P, Chivukula P, 藤内玄規, 飯田円, 小野寺一成, 大山学, 岡田 洋平, 岡野栄之, 勝野雅央
    • 学会等名
      第62回日本神経学会学術大会
  • [学会発表] The effects of g-secretase inhibitor on differentiation of iPSC-derived neurons2021

    • 著者名/発表者名
      福井ナナミ、伊藤卓治、杉山香織、岡田梨奈、小野寺一成、Zohora Khatun、道勇学、岡田洋平
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会 CJK第1回国際会議
  • [学会発表] Establishment of hiPSC-derived functional neuromuscular models for the analysis of neuromuscular diseases2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤卓治、ラシッド ムハンマド イルファヌール、田中智史、下門大祐、岡野栄之、道勇学、岡田洋平
    • 学会等名
      ヒトiPS細胞由来運動ニューロンと骨格筋を用いた機能的神経筋共培養モデルの構築、第44回日本神経科学大会 CJK第1回国際会議
  • [学会発表] Efficient, reproducible, and functional differentiation of human induced pluripotent stem cells (iPSCs) into skeletal muscles for muscular disease modeling.2021

    • 著者名/発表者名
      Rashid MI, Ito T, Shimojo D, Khatun Z, Sakurai H, Shimizu K, Doyu M, Okada Y.
    • 学会等名
      PACTALS 2021 NAGOYA
    • 国際学会
  • [学会発表] Elucidating early pathophysiology of Spinal-bulbar muscular atrophy using diseasespecific iPSCs.2021

    • 著者名/発表者名
      Onodera K, Shimojo D, de Ara?jo Herculano B, Ishihara Y, Yoda M, Ota A, Rashid MI, Ito T, Okada R, Hosokawa Y, Doyu M, Sobue G, Katsuno M, Okano H, Okada Y
    • 学会等名
      ISSCR/JSRM 2021 Tokyo International Symposium, Tokyo
    • 国際学会
  • [学会発表] Establishment of iPSC-derived neuromuscular co-culture model for the analysis of non-cell autonomous neurodegeneration in motor neuron diseases2021

    • 著者名/発表者名
      Ito T, Rashid MI, Tanaka S, Shimojo D, Okano H, Doyu M, Okada Y.
    • 学会等名
      ISSCR/JSRM 2021 Tokyo International Symposium, Tokyo
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient, reproducible and functional differentiation of human iPSCs into skeletal muscles for muscular disease modeling.2021

    • 著者名/発表者名
      Rashid MI, Ito T, Shimojo D, Khatun Z, Sakurai H, Shimizu K, Doyu M, Okada Y.
    • 学会等名
      ISSCR/JSRM 2021 Tokyo International Symposium, Tokyo
    • 国際学会
  • [備考] 愛知医科大学医学部内科学講座(神経内科)

    • URL

      https://www.aichi-med-u.ac.jp/su06/su0607/su060703/02.html

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公開日: 2022-12-28  

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