2014 Fiscal Year Research-status Report
中枢神経症状を伴うリソソーム病患者由来iN細胞の誘導と神経変性制御機構の解明
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26670269
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
伊藤 孝司 徳島大学, ヘルスバイオサイエンス研究部, 教授 (00184656)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
辻 大輔 徳島大学, ヘルスバイオサイエンス研究部, 助教 (00423400)
幾尾 真理子 徳島大学, ヘルスバイオサイエンス研究部, 特任助教 (60713401)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ダイいレクトリプログラミング / 疾患iPS細胞 / induced Neuron (iN細胞） / リソソーム病 / 蛍光イメージング / トラフィッキング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リソソーム酵素の遺伝的欠損に基づき、脳内基質の過剰蓄積と中枢神経症状を伴うリソソーム病を対象に、ダイレクトリプログラミングによる患者由来皮膚線維芽細胞からinduced-Neuron（iN細胞）の誘導、または患者由来iPS細胞から運動ニューロン等の神経細胞を選択的に誘導する方法を確立し、基質蓄積過程等を検討することを目的として、研究を進めた。
1. ダイレクトリプログラミングによるヒト培養細胞株からのiN細胞の分化誘導に関しては、神経細胞誘導転写因子としてのヒトNeurogenin2（NGN2）またはSOX11の遺伝子発現用のトランスポゾン型piggyBacベクターを作製し、ヒトカテプシンA（CTSA）欠損症患者由来線維芽細胞株及びHEK293細胞への導入株を得た。
2. CTSA欠損症患者iPS細胞由来神経細胞の誘導については、京都大iPS細胞研の井上治久教授らの方法に従い、大脳皮質ニューロンへの誘導を検討し、Neurofiliment L陽性の神経細胞集団の獲得に成功し、同欠損症で同時欠損するNeuraminidase-1（NEU1）の活性低下に基づくと考えられる、末端α2,3-シアル酸含有糖鎖の蓄積が観察された。
3. 研究協力者の浦野らが開発した、酸性pH活性化蛍光プローブで標識した、哺乳類CHO細胞株由来改変型ヒトβ-ヘキソサミニダーゼ（Hex）を、同酵素欠損症患者由来培養皮膚線維芽細胞株に投与したところ、細胞内に取り込まれ、リソソームマーカーと共局在する顆粒状の蛍光が観察され、リソソームへの輸送のイメージングは可能になった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究目的の一つである、ダイレクトリプログラミング法による皮膚線維芽細胞からの神経細胞（iN細胞）の誘導にはまだ成功していないが、中枢神経症状を伴うヒトカテプシンA（CTSA）欠損症患者iPS細胞由来大脳皮質ニューロンの分化誘導条件を確立し、末端α2,3-シアル酸認識抗体を用いる蛍光免疫染色法により、NEU1同時欠損に基づく患者由来ニューロンにおける末端シアル酸含有糖鎖の蓄積を初めて観察することに成功した。また酸性pH活性化プローブと組換えヒトリソソーム酵素とのコンジュゲートを、同酵素欠損症患者由来皮膚線維芽細胞株に投与した際に、リソソームへの輸送と局在化を観察できるようになったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、欠損症患者皮膚線維芽細胞からのiN細胞（神経細胞）細胞を誘導するために導入したNGN2及びSOX遺伝子を恒常発現する培養細胞株を樹立し、神経細胞誘導培地を用いて、コリン作動性ニューロンや運動ニューロンなどの機能性神経細胞への分化誘導を検討する。
また、得られたiN細胞や、患者iPS細胞由来大脳皮質ニューロンに対し、酸性pH活性化蛍光標識組換えリソソーム酵素を投与し、神経細胞内への取り込みとリソソーム内への輸送のイメージング法を確立するとともに、欠損酵素活性の回復と蓄積基質の減少との相関を解析し、治療効果の評価ができる疾患モデル系を構築していく。
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[Journal Article] In vivo crystallography at X-ray free-electron lasers: the next generation of structural biology?2014
Author(s)
1.Gallat, F.-X., Matsugaki, N., Coussens, N.P., Yagi, J.K., Boudes, M., Higashi, T., Tsuji, D., Tatano, Y., Suzuki, M., Mizohata, E., Tono, K., Hatui, Y., Yabashi, M., Nango, E., Itoh, K., Coulibaly, F., Tobe, S., Ramaswamy, S., Iwata, S. and Chavas, M. L.
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Journal Title
Philosophical Transactions of the Royal Society of London
Volume: 369
Pages: 20130497
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Pim-2 kinase is an important target of treatment for tumor progression and bone loss in myeloma.2014
Author(s)
2.Hiasa, M., Teramachi, J., Oda, A., Amachi, R., Harada, T., Nakamura, S., Miki, H., Fujii, S., Kagawa, K., Watanabe, K., Endo, I., Kuroda, Y., Yoneda, T., Tsuji, D., Nakao, M., Tanaka, E., Hamada, K., Sano, S., Itoh, K., Matsumoto, T. and Masahiro Abe, M.
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Journal Title
Leukemia
Volume: 29
Pages: 207-217
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Development of protease－resistant modified human β-hexosaminidase B and evaluation of intracerebroventricular replacement effects on GM2 gangliosidosis model mice.2015
Author(s)
Kitakaze, K., Tasaki, C., Mizutani,Y. Sugiyama, E., Ikuo, M., Kamiya, M., Setou, M., Urano, Y. and Itoh, K.
Organizer
The 11th Annual World Symposium
Place of Presentation
Hyatt Regency Orlando（USA,Orlando）
Year and Date
2015-02-10
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