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本研究ではiPS細胞由来ドーパミン神経細胞をGFP標識することによりドーパミン神経特異的なミトコンドリア機能・形態解析を可能にし、パーキンソン病におけるドーパミン神経特異的な変性機序を見出すことを主目的としている。
本研究ではこれまでに樹立したドーパミン神経マーカーTyrosine Hydroxylase（TH）遺伝子にGFP遺伝子をノックインした健常者及びPRKN変異患者TH-GFP iPS細胞株を用いている。TH-GFP iPS細胞由来GFP陽性ドーパミン神経細胞のRNAシーケンス解析の結果、健常者と患者間で統計学的に有意に発現が変動していた遺伝子のなかで小胞体からミトコンドリアへのカルシウムイオン流入に関与する輸送体の発現差異が認められた。そこで、健常者と患者間での小胞体とミトコンドリアの接触部位（ERMCS）の違いを明らかにするため、GFP陽性ドーパミン神経細胞において小胞体とミトコンドリアの抗体を用いた近接ライゲーションアッセイを行った。その結果、PRKN変異患者においてERMCSの減少が認められ、ミトコンドリアストレスCCCP処理によりさらにERMCSが減少することが明らかになった。また、小胞体からミトコンドリアへのカルシウムイオン流入について解析するため、GFP陽性ドーパミン神経細胞においてレンチウイルスを介してCEPIA3mtを発現させ、ヒスタミン刺激によるCEPIA3mtの蛍光強度変化を測定した。その結果、患者ドーパミン神経細胞においてヒスタミン刺激によるミトコンドリアへのカルシウムイオン流入の減少も明らかになった。従って、PRKN変異患者ドーパミン神経細胞においてERMCS減少による小胞体からミトコンドリアへのカルシウムイオン流入が減少していることが示唆された。
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