Development of a brain environment model and pathological detection system as a basis for iPS cell analysis in Parkinson's disease

开发脑环境模型和病理检测系统作为帕金森病 iPS 细胞分析的基础

• 批准号: 21K07301
• 负责人: 志賀 孝宏
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Juntendo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K07301/
• 关键词: 老化; 成熟; 神経変性疾患; 病態モデル; パーキンソン病; iPS細胞

神経変性疾患に対するアプローチとしてiPS細胞を用いた神経変性疾患モデルの研究が多く報告されているが、患者剖検脳に見られる病態を確認できている例はほとんど存在しない。本研究計画の目的は、申請者が確立している①老化を促進させる低分子化合物、②効率的なグリア系細胞への誘導、③ゲノム編集を用いた最適モデルの構築の3つの技術を応用して、平面上に高齢期の脳構造を模倣した新たなデバイスを作成し、高齢発症神経変性疾患の病態解析に応用することを目指す。2022年度は、ニューロングリア共培養システムの構築に注力し研究を進めた。複数の健常者iPS細胞からアストロサイトを誘導し、RNA-seqにより前駆細胞・成熟細胞ごとの特異的な遺伝子発現を確認した。誘導したアストロサイトを、iPS細胞由来グルタミン作動性神経に共培養する事により、自発発火・同時発火が顕著に検出することが可能となった。また、分化したアストロサイトから調整したコンディション培地を処理することでも、自発発火・同時発火を顕著に検出することができた。このことから、平面上で脳構造を模倣したデバイスを作成することができた。一方で、昨年度から引き続き遺伝性パーキンソン病iPS細胞からもアストロサイトを誘導することに成功している。現在、パーキンソン病iPS細胞から誘導したドーパミン作動性神経とアストロサイトを用いた共培養を行い、マルチ電極アレイを使用して、経時的に自発発火を含めた電気活動の変化を追って解析している。

已有许多关于使用 iPS 细胞作为神经退行性疾病治疗方法的神经退行性疾病模型的研究报道，但几乎没有在患者尸检大脑中发现病理状况得到证实的案例。该研究计划的目的是应用申请人建立的三项技术：（1）加速衰老的低分子量化合物，（2）有效诱导神经胶质细胞，以及（3）使用基因组编辑构建最佳模型。目的是创造一种在平面上模仿老年人大脑结构的新设备，并将其应用于老年性神经退行性疾病的病理分析。 2022年，我们的研究重点是构建神经元-胶质细胞共培养系统。星形胶质细胞由多个健康个体的 iPS 细胞诱导而来，并通过 RNA-seq 证实了祖细胞和成熟细胞中的特异性基因表达。通过将诱导的星形胶质细胞与 iPS 细胞衍生的谷氨酸能神经元共培养，可以显着检测自发和同时放电。此外，通过处理由分化的星形胶质细胞制备的条件培养基，可以显着检测到自发和同时放电。这使得创建一种在平面上模仿大脑结构的设备成为可能。另一方面，继去年之后，我们成功地从遗传性帕金森病iPS细胞中诱导出了星形胶质细胞。目前，我们正在将星形胶质细胞与源自帕金森病 iPS 细胞的多巴胺能神经元共培养，并使用多电极阵列来跟踪和分析电活动随时间的变化，包括自发放电。

项目成果

細胞老化を誘導する化合物の同定と高齢発症神経変性疾患iPS細胞モデルへの活用

诱导细胞衰老的化合物的鉴定及其在老年性神经退行性疾病 iPS 细胞模型中的应用

• 发表时间: 2023
• 作者: Fukunaga Ichiro;Oe Yoko;Danzaki Keiko;Ohta Sayaka;Chen Cheng;Iizumi Madoka;Shiga Takahiro;Matsuoka Rina;Anzai Takashi;Hibiya-Motegi Remi;Tajima Shori;Ikeda Katsuhisa;Akamatsu Wado;Kamiya Kazusaku;岡野ジェイムス洋尚;志賀 孝宏
• 通讯作者: 志賀 孝宏

Generation of two iPSC lines from siblings of a homozygous patient with hearing loss and a heterozygous carrier with normal hearing carrying p.G45E/Y136X mutation in GJB2

从患有听力损失的纯合子患者和携带 GJB2 p.G45E/Y136X 突变的听力正常的杂合子携带者的兄弟姐妹中生成两个 iPSC 系

• DOI: 10.1016/j.scr.2021.102290
• 发表时间: 2021
• 期刊: Stem Cell Research
• 影响因子: 1.2
• 作者: Fukunaga Ichiro;Oe Yoko;Danzaki Keiko;Ohta Sayaka;Chen Cheng;Iizumi Madoka;Shiga Takahiro;Matsuoka Rina;Anzai Takashi;Hibiya-Motegi Remi;Tajima Shori;Ikeda Katsuhisa;Akamatsu Wado;Kamiya Kazusaku
• 通讯作者: Kamiya Kazusaku

Increased excitability of human iPSC-derived neurons in HTR2A variant-related sleep bruxism

HTR2A 变异相关的睡眠磨牙症中人类 iPSC 衍生神经元的兴奋性增加

• DOI: 10.1016/j.scr.2022.102658
• 发表时间: 2022
• 期刊: Stem Cell Research
• 影响因子: 1.2
• 作者: Sarkar Avijite Kumer;Nakamura Shiro;Nakai Kento;Sato Taro;Shiga Takahiro;Abe Yuka;Hoashi Yurie;Inoue Tomio;Akamatsu Wado;Baba Kazuyoshi
• 通讯作者: Baba Kazuyoshi