| 研究課題/領域番号 |
26860833
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| 研究機関 | 福岡大学 |
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研究代表者 |
田中 泰圭 福岡大学, てんかん分子病態研究所, ポスト・ドクター (50714466)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | ドラベ症候群 / てんかん / iPS細胞 / TALEN / 遺伝子修復 / 疾患モデル / SCN1A / GABA作動性神経 |
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| 研究実績の概要 |
てんかんの病態は長い間不明であったが、近年の分子生物学の発展に伴い、てんかんに関連した遺伝子異常が発見されるようになった。単一遺伝子の異常によるてんかんであれば、理論的にはその遺伝子異常を修復することにより、細胞レベルでの疾患関連表現型の妥当性を深めるとともに、細胞間での特性のバラつきによる差異を軽減することができる。生きている細胞の遺伝子を修復することは、かつては不可能であった。しかしながら、近年ではいくつかの革新的な分子生物学的技術により、それが可能となった。また、患者自身の細胞よりiPS細胞を作出し、そのiPS細胞から特定の神経細胞へ分化誘導することにより、従来では困難であった病変細胞を得ることでき、その病因や病態のメカニズムを研究することが可能となった。
ドラベ症候群は、ナトリウムチャネルをコードする遺伝子、ＳＣＮ１Ａの異常により引き起こされる、単一遺伝子異常に起因した難治性のてんかんである。今回、世界に先駆けて、このドラベ症候群の患者より樹立したiPS細胞から神経細胞へ分化誘導することに成功した。これにより、ドラベ症候群の分子病態を明らかにすることができた。さらには、このiPS細胞を用いて、そのＳＣＮ１Ａの遺伝子異常を、ＴＡＬＥＮ法を用いて修復することに成功した。
今後は、遺伝子異常が修復されたiPS細胞から分化誘導した神経細胞と、健常者iPS細胞より分化誘導した神経細胞の神経活動が同じであるか等を比較し、てんかんの病態が回復しているか評価する予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
計画と同様にドラベ症候群のiPS細胞における遺伝子修復をＴＡＬＥＮ法により成功することができた。知りうる限り、ドラベ症候群のiPS細胞の遺伝子修復を行い神経活動を詳細に調べた研究例は他に報告がない。これにより、本研究の最終目的である、ドラベ症候群患者における真の細胞分子病態の解明へ大きく近づいたことになった。さらにTALEN法を用いることで、逆に健常者由来のiPS細胞にドラベ症候群で見られる任意の遺伝子異常の導入が可能であることを意味しており、希少疾患であるドラベ症候群の患者よりiPS細胞を樹立することなく、様々な遺伝子異常によるドラベ症候群の病態研究が行えるようになったと言える。
また、樹立したiPS細胞を抑制性GABA神経細胞へ分化誘導することができた。従来の胚葉体を介した方法と比べ誘導期間が一ヶ月程度短縮された方法であり、フィーダー細胞を用いない培養法のため、従来よりも間便に神経細胞へ分化させることが可能となった。
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| 今後の研究の推進方策 |
遺伝子異常を修復したiPS細胞から神経細胞を樹立して、その抑制性ＧＡＢＡ神経細胞の特性が健常者から樹立したiPS細胞由来の神経細胞のそれと同様に回復しているか確認する必要がある。同時に現在は一例のドラベ患者のiPS細胞の遺伝子異常の修復に成功したのみであり、今後は健常者から樹立したiPS細胞に、ＴＡＬＥＮ技術を用いてドラベ症候群で発見されたＳＣＮ１Ａ遺伝子異常を導入したのち、神経細胞へ分化誘導し、患者由来iPS細胞の神経細胞と同様な異常が観察されるか確認するなどして、相補的な実験を行う。さらに、神経細胞の細かなサブタイプを明確にし、興奮性神経や抑制性神経細胞における適切な治療ターゲットの選定を行う。
また、ＴＡＬＥＮ法によるＳＣＮ１Ａ遺伝子以外のゲノムへの影響を調査するため、遺伝子異常を修復あるいは導入された細胞のゲノム配列を次世代シークエンサーを用いた全ゲノムシークエンスを行い確認している。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
神経細胞への分化誘導を複数種の細胞で行う予定である。それらの神経細胞の分子生物学および免疫細胞化学的な特性解析を行う予定であり、さらには、細胞の電気生理学的な機能評価を行うにあたって、多くの神経細胞が必要であることが予想される。そのため、iPS細胞および神経細胞の培養と神経細胞への分化誘導に多くの費用が必要なため、前年度の研究費を今年度に繰り越した。
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| 次年度使用額の使用計画 |
今年度に繰り越した研究費は、iPS細胞および神経細胞の培養液および分化誘導試薬に使用する。また、分子生物学および免疫細胞化学的に、分化誘導した神経細胞を評価するための試薬や抗体等の購入に用いる計画である。
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