パーキンソン病患者由来 iPS より誘導したドパミン神経特異的障害の多角的解析

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25830055
• 研究種目: 若手研究(B)
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 葛巻 直子 慶應義塾大学, 医学部, 特任助教 (10507669)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: パーキンソン病 / 疾患特異的iPS 細胞 / メタボローム

研究概要

本年度は、Parkin 遺伝子に変異の認められる家系のパーキンソン病患者由来線維芽細胞 (皮膚) より樹立した iPS 細胞を用いて、家族性ならびに孤発性パーキンソン病に共通して認められる主な病変部である中脳ドパミン神経をターゲットとしたドパミン神経細胞への誘導を行った。Tyrosine hydroxylase (TH) 陽性ドパミン神経細胞におけるミトコンドリアの形態について、電子顕微鏡を用いて観察を行ったところ、形態異常を伴ったミトコンドリアの集積が認められた。こうした条件下、CE-MS を用いて、糖代謝、アミノ酸代謝あるいは核酸代謝に着目したメタボローム解析を行った。その結果、パーキンソン病患者 iPS 細胞由来 dopaminergic-neuron enriched culture では、解糖系の亢進傾向が認められた。現在、より正確な細胞の状態を把握するため、異なる手法を用いて、メタボライトの多角的な評価を試みている。また、解析に用いるドパミン神経の純度を向上させるため、ドパミン合成の律速段階の酵素である TH promoter の下流で蛍光タンパクあるいは薬剤耐性遺伝子を発現する TH-reporter の作製を引き続き行っている。研究は、研究計画・方法に従い順調に進行している。こうした解析結果を統合することによりパーキンソン病発症に関する重要な情報を抽出できると考える。

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

研究の進行状況は、交付申請書に従い概ね順調に進展している。パーキンソン病患者からの iPS 細胞の樹立は既に達成しており、pan-neuronal な神経細胞への誘導については、研究者の所属するし施設においてルーチン化しているため、見込んだ計画通りに進める事ができた。

今後の研究の推進方策

代謝解析において、より正確なフェノタイプを抽出する目的で、いくつかのメタボライトの定量法を解析に組み込み検討を行っていく。また、ドパミン神経特異的な変化をより精度高く抽出する目的で、ドパミン神経のセレクションを可能とする方法の開発を行っていく。これらの技術の統合により、今まで抽出できなかったパーキンソン病のドパミン神経細胞における表現系を見つけ出すことが可能となる。

次年度の研究費の使用計画

本研究費は、H25-H26 の継続の研究費であるため、次年度における使用額が生じた。
主に、研究に必要な消耗品、学会の旅費、海外論文の校正等の補填に使用する。

研究成果

• [雑誌論文] Epigenetic transcriptional activation of monocyte chemotactic protein 3 contributes to long-lasting neuropathic pain. (2013)
  • 著者名/発表者名: Imai S, Ikegami D, Yamashita A, Shimizu T, Narita M, Niikura K, Furuya M, Kobayashi Y, Miyashita K, Okutsu D, Kato A, Nakamura A, Araki A, Omi K, Nakamura M, James Okano H, Okano H, Ando T, Takeshima H, Ushijima T, Kuzumaki N, Suzuki T, Narita M.
  • 雑誌名: Brain 巻: 136 ページ: 828-843
  • DOI: 10.1093/brain/aws330
  • 査読あり
• [雑誌論文] к-Opioids inhibit tumor angiogenesis by suppressing VEGF signaling. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamizu K, Furuta S, Hamada Y, Yamashita A, Kuzumaki N, Narita M, Doi K, Katayama S, Nagase H, Yamashita JK, Narita M.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 3 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1038/srep03213.
  • 査読あり
• [学会発表] 多能性幹細胞の分化指向性におけるオピオイドの役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 葛巻直子
  • 学会等名: 第87 回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 20140319-20140321
• [学会発表] Analyses of metabolic dynamics in iPSC-derived neurons from patient with familial Parkinson’s disease (2013)
  • 著者名/発表者名: 葛巻直子
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
  • 年月日: 20131109-20131113
• [学会発表] Role of opioid system in the cell differentiation from pluripotent stem cells (2013)
  • 著者名/発表者名: 葛巻直子
  • 学会等名: International Narcotics Research Conference 2013 meeting
  • 発表場所: Pullman Cairns International Hotel, North Queensland, Australia
  • 年月日: 20130714-20130719
• [学会発表] パーキンソン病患者 iPS 細胞由来神経細胞における酸化ストレス応答ならびに代謝動態の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 葛巻直子
  • 学会等名: Neuro 2013
  • 発表場所: 国立京都国際会館・京都
  • 年月日: 20130620-20130623
• [学会発表] Analyses of oxidative stress and metabolic dynamics in PARK2 iPSC-derived neurons (2013)
  • 著者名/発表者名: 葛巻直子
  • 学会等名: Inter national society for stem cell research 11th annual meeting
  • 発表場所: Boston Convention and Exhibition Center, Boston, MA, U.S.A
  • 年月日: 20130612-20130615