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

2023 年度 実績報告書

• 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, 加齢医科学研究所, 教授 (30383714) ; 伊藤 卓治 愛知医科大学, 加齢医科学研究所, 助教 (30794151)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 疾患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：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を解析した。
(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：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）により、全長ARの凝集体形成を可視化し得ることを確認した。
(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細胞から骨格筋への簡便、迅速な分化誘導法、収縮可能な三次元骨格筋組織の培養法を確立した。この方法を用いて、SBMAの骨格筋表現型の一部を再現し得た。分化誘導した骨格筋の成熟が不十分であると考えられたため、さらに明確な表現型を得るための骨格筋の成熟促進法を検討した。また、iPS細胞由来運動ニューロンや骨格筋を用いて、より効率的に凝集体を可視化するための培養法の検討を行なった。

研究成果

• [雑誌論文] Genetic factors affecting survival in Japanese patients with sporadic amyotrophic lateral sclerosis: a genome-wide association study and verification in iPSC-derived motor neurons from patients (2023)
  • 著者名/発表者名: Nakamura R, Tohnai G, Nakatochi M, Atsuta N, Niwa J, Doyu M, Onodera K, Ito T, Okada Y, Okano H, Sobue G, JaCALS study group et al.,
  • 雑誌名: J Neurol Neurosurg Psychiatry 巻: 94 ページ: 816-824
  • DOI: 10.1136/jnnp-2022-330851
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simple and efficient differentiation of human iPSCs into contractible skeletal muscles for muscular disease modeling (2023)
  • 著者名/発表者名: Rashid MI, Ito T, Miya F, Shimojo D, Arimoto K, Onodera K, Okada R, Nagashima T, Yamamoto K, Khatun Z, Shimul RI, Niwa J, Katsuno M, Sobue G, Okano H, Sakurai H, Shimizu K, Doyu M, Okada Y*
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 13 ページ: 8146
  • DOI: 10.1038/s41598-023-34445-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Monomerization of TDP-43 is a key determinant for inducing TDP-43 pathology in amyotrophic lateral sclerosis (2023)
  • 著者名/発表者名: Oiwa K, Watanabe S, Onodera K, Iguchi Y, Kinoshita Y, Komine O, Sobue A, Okada Y, Katsuno M, Yamanaka K
  • 雑誌名: Sci Adv 巻: 9 ページ: eadf689
  • DOI: 10.1126/sciadv.adf6895
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] iPS 細胞を用いた神経疾患の病態解明と治療戦略 (2023)
  • 著者名/発表者名: 岡田洋平
  • 雑誌名: 機能的脳神経外科 巻: 62 ページ: 42-48
  • 査読あり
• [雑誌論文] iPS細胞を用いた神経疾患研究 (2023)
  • 著者名/発表者名: 岡田洋平、伊藤卓治、小野寺一成
  • 雑誌名: 日本臨床検査医学会誌 巻: 71 ページ: 704-710
• [学会発表] Elucidating early pathophysiology of spinal-bulbar muscular atrophy using disease-specific iPSCs (2023)
  • 著者名/発表者名: 小野寺 一成, 下門 大祐, 石原 康晴, 太田 明伸, 宮 冬樹, Rashid Muhammad Irfanur, 伊藤 卓治, 岡田 梨奈, 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64回日本神経学会学術大会
• [学会発表] Pathophysiological analysis of motor neuron diseases focusing on neuromuscular interactions (2023)
  • 著者名/発表者名: Okada Y
  • 学会等名: 第46回日本神経科学大会
  • 招待講演
• [学会発表] iPS細胞を用いた神経変性疾患の病態解明・治療開発研究 (2023)
  • 著者名/発表者名: 岡田洋平
  • 学会等名: 愛知医科大学加齢医科学研究所40周年記念学術講演会
• [学会発表] Understanding the pathology caused by neuromuscular interactions in motor neuron disease (2023)
  • 著者名/発表者名: Okada Y
  • 学会等名: Fujita International Symposium on Brain Science 2023
  • 招待講演
• [学会発表] Exploration of pathogenic molecules in motor neuron disease using the human ipsc-derived neuromuscular model (2023)
  • 著者名/発表者名: Ito T, Rashid MI, Onodera K, Okada R, Shimojo D, Tanaka S, Katsuno M, Sobue G, Doyu M, Okano H, Okada Y
  • 学会等名: 第46回日本分子生物学会年会
• [学会発表] The effects of small molecule compounds on the differentiation and maturation of iPSCderived skeletal muscle (2023)
  • 著者名/発表者名: Jamee FU, Ito T, Rashid MI, Sakurai H, Okada Y
  • 学会等名: 第46回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Establishment of a more efficient disease model for ALS using feeder-free disease specific iPSCs (2023)
  • 著者名/発表者名: Khatun Z, Onodera K, Yamaguchi S, Okada R, Ito T, Rashid MI, Inoue H, Aoki M, Okano H, Doyu M, Okada Y
  • 学会等名: 第46回日本分子生物学会年会
• [学会発表] The effects of small molecule compounds on the maturation of iPSC-derived skeletal muscle (2023)
  • 著者名/発表者名: Jamee FU, Ito T, Rashid MI, Sakurai H, Okada Y
  • 学会等名: 第23回日本再生医療学会総会
• [学会発表] ALSの早期診断・遺伝子診断 (2023)
  • 著者名/発表者名: 中村亮一、熱田直樹，藤内玄規，丹羽淳一，道勇 学，祖父江 元
  • 学会等名: 第64回日本神経学会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] 筋萎縮性側索硬化症（ALS）新規治療基軸エダラボンの臨床効果に関する検証 (2023)
  • 著者名/発表者名: 湯淺知子，川頭祐一，丹羽淳一，道勇 学
  • 学会等名: 第64回日本神経学会学術大会
• [学会発表] Genetic factors affecting survival in Japanese patients with sporadic amyotrophic lateral sclerosis: a genome-wide association study and verification in iPSC-derived motor neurons from patients (2023)
  • 著者名/発表者名: Nakamura R, Tohnai G, Nakatochi M, Niwa JI, Doyu M, Fujimori K, Morimoto S, Okada Y, Okano H, Sobue G et al.,
  • 学会等名: 34th international symposium on ALS/MND
  • 国際学会
• [備考] 愛知医科大学 医学部 神経内科
  • URL: https://www.aichi-med-u.ac.jp/su06/su0607/su060703/02.html
• [備考] 愛知医科大学 加齢医科学研究所 神経iPS細胞研究部門
  • URL: https://okadalab-hp.com/