疾患iPS細胞を用いた運動ニューロン疾患の神経・筋相互作用分子基盤の解明

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K15470
• 研究機関: 愛知医科大学
• 研究代表者: 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 – 2022-03-31
• キーワード: 球脊髄性筋萎縮症（SBMA） / iPS細胞 / 運動ニューロン / 骨格筋 / 神経筋接合部（NMJ） / ゲノム編集 / タイムラプスイメージング / オプトジェネティクス

研究実績の概要

球脊髄性筋萎縮症（SBMA）疾患特異的iPS細胞を用いた神経・筋病態の解明を行った。
(1)NMJの電子顕微鏡解析：健常者iPS細胞由来運動ニューロンと健常者およびSBMA患者iPS細胞由来骨格筋との共培養モデルにおいてNMJの形態を比較した。
(2)神経・筋病態の解析：健常者iPS細胞由来運動ニューロンと、NMJレポーターを導入したSBMA患者iPS細胞由来骨格筋を用いて表現型の一部を捉えることに成功した。
(3)トランスクリプトーム解析：健常者およびSBMA患者iPS細胞由来骨格筋のトランスクリプトーム解析を行った。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

NMJの形成を電子顕微鏡レベルでも検出できた。さらにNMJレポーターをSBMAの病態解析に応用し、表現型の一部を捉えることに成功した。また、トランスクリプトーム解析の結果から、今後はSBMA患者iPS細胞由来運動ニューロンと骨格筋の分子レベルでの詳細な解析に発展し、概ね順調に進展していると考えられる。

今後の研究の推進方策

SBMA患者及び健常者由来iPS細胞から分化誘導した運動ニューロンと骨格筋を様々な組み合わせで共培養し、病態解析および治療開発を進めていく予定である。

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等にあてる予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Modulation of oxygen tension, acidosis, and cell density is crucial for neural differentiation of human induced pluripotent stem cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Okada R, Onodera K, Ito T, Doyu M, Okano HJ, Okada Y.
  • 雑誌名: Neurosci Res. 巻: Feb;163 ページ: 34-42
  • DOI: 10.1016/j.neures.2020.01.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] PlexinA1 deficiency in BALB/cAJ mice leads to excessive self-grooming and reduced prepulse inhibition (2020)
  • 著者名/発表者名: *Jahan M, *Ito T, Ichihashi S, Masuda T, Bhuiyan M, Takahashi I, Takamatsu H, Kumanogoh A, Tsuzuki T, Negishi T, Yukawa K.
  • 雑誌名: IBRO reports 巻: Oct 22;9 ページ: 276 - 289
  • DOI: 10.1016/j.ibror.2020.10.004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Unveiling synapse pathology in spinal bulbar muscular atrophy by genome-wide transcriptome analysis of purified motor neurons derived from disease specific iPSCs (2020)
  • 著者名/発表者名: Onodera K, Shimojo D, Ishihara Y, Yano M, Miya F, Banno H, Kuzumaki N, Ito T, Okada R, de Araujo Herculano B, Ohyama M, Yoshida M, Tsunoda T, Katsuno M, Doyu M, Sobue G, Okano H, Okada Y
  • 雑誌名: Mol Brain 巻: Feb 19 ページ: 13(1):18
  • DOI: 10.1186/s13041-020-0561-1.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tandem Paired Nicking Promotes Precise Genome Editing with Scarce Interference by p53 (2020)
  • 著者名/発表者名: Hyodo T, Rahman ML, Karnan S, Ito T, Toyoda A, Ota A, Wahiduzzaman M, Tsuzuki S, Okada Y, Hosokawa Y, Konishi H.
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: Jan 28;30(4) ページ: 1195-1207
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2019.12.064.
  • 査読あり
• [学会発表] 疾患iPS細胞による神経・筋共培養を活用した神経変性疾患の病態解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 伊藤卓治, 小野寺一成, 小野寺一成, 下門大祐, 下門大祐, 田中智史, 田中智史, 岡田梨奈, RASHID Muhammad Irfanur, 道勇学, 岡野栄之, 岡田洋平
  • 学会等名: 日本再生医療学会総会