2019 Fiscal Year Annual Research Report
アレキサンダー病新規モデルマウスを用いて明らかにするアストロサイトの役割
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18H02785
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| Research Institution | Osaka Medical College |
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Principal Investigator |
近藤 洋一 大阪医科大学, 医学部, 教授 (40284062)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
元野 誠 大阪医科大学, 医学部, 助教 (30619622)
濱岡 仁美 (黒瀬仁美) 大阪医科大学, 医学部, 講師 (80545608)
井上 順治 大阪医科大学, 医学部, 助教 (20814859)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | アレキサンダー病 / アストロサイト / 疾患特異的iPS細胞 / グリア前駆細胞 / ヒトグリア細胞キメラマウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の第一のゴールは、アストロサイトの中間径フィラメントであるGFAPの遺伝子変異によって起こる致死的な白質ジストロフィー、アレキサンダー病の動物モデルを確立することである。マウスなど他の動物種ではなく、ヒトのアストロサイトを用いなければ病態の再現はできないとの仮説のもと、アレキサンダー病患者由来のiPS細胞からアストロサイトを誘導した。細胞はアレキサンダー病患者由来のiPS細胞株であるA195とA266、および正常対照iPS細胞株N1を用いた。
グリア細胞は神経細胞が分化した後に現れてくるものであり、ヒト細胞ではiPS細胞から始めると120日以上の培養が必要と予想されたが、よく分化したアストロサイトを得るためにはそれ以上の長い期間がかかった。結果、アレキサンダー病由来のアストロサイトではGFAP陽性／crystallin陽性で突起の発達がわるく細胞質が凝集したものが多くみられた。ただし、アレキサンダー病の組織学的特徴である、アストロサイト内のローゼンタール線維の凝集についてははっきりしなかったので、電子顕微鏡による観察が必要と考えられる。
こうして得られたアストロサイトへと分化する細胞をグリア前駆細胞の段階で、免疫不全・髄鞘形成不全マウスであるRag2KO-shiマウスの大脳白質に移植している。脳内では前駆細胞はアストロサイトまたはオリゴデンドロサイトへと分化し、オリゴデンドロサイトはホストの軸索に対して髄鞘を形成する。現在、こうして作製したヒトグリア細胞キメラマウスをアレキサンダー病のモデルマウスとして解析中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
培養アレキサンダー病アストロサイトに形態異常をみるためには200日程度の培養を行う必要があることがわかった。ヒト細胞のグリア細胞分化には時間がかかることは予想していたがそれ以上に時間を要している。研究内容とは直接関係ないが、2019年1月に本学の動物実験施設に日和見感染が生じた。本研究で用いているマウスは背景に免疫不全をもつため影響を受けてしまい、緑膿菌とパスツレラ菌に感染した。そこでやむを得ず、胚保存を行いながらマウスコロニーを一旦閉じなければならない事態となった。現在は免疫不全・髄鞘形成不全マウスのコロニーを再確立して実験を再開しているが、in vitroの研究に比べて、in vivoの実験がやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在用いている細胞は、アレキサンダー病患者由来のiPS細胞株であるA195とA266、および正常対照iPS細胞株N1と409B2である。iPS細胞から分化させる過程で、細胞株による形態の差異がみられることはよく知られるが、本研究でもその傾向があった。アレキサンダー病細胞と正常対照細胞を比較する際には、遺伝子変異箇所以外の遺伝的バックグラウンドが同じである必要が痛感された。純粋に遺伝子変異の影響をみるため、遺伝子編集技術を用いてA195とA266細胞株の変異部位を修復する実験を加えて行っているところである。
またin vitroでアレキサンダー病アストロサイトの凝集気味の細胞質内にローゼンタール線維がみられるかどうかについては光顕レベルではわかりにくいことがわかった。今後、電子顕微鏡による観察を多用する予定である。
動物実験施設の日和見感染による動物実験の遅れであるが、これには体外受精による効率的な髄鞘形成不全マウスの作出を行って、追いつきたい。
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Research Products
(5 results)
