Elucidation of pathological mechanisms of neuropsychiatric disorders by analyses of postmortem brains

通过死后大脑分析阐明神经精神疾病的病理机制

• 批准号: 21H02853
• 负责人: 久保 健一郎
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Jikei University School of Medicine
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02853/
• 关键词: 死後脳; 単一細胞解析; 組織構築; 精神神経疾患; モデルマウス; 空間的遺伝子発現解析; Visium; GeoMX DSP; 統合失調症; 動物モデル; 死後脳組織; 遺伝子発現解析; 単一核解析; 組織学的解析

統合失調症に罹患した患者と正常対照者の死後脳組織を用いた、空間的遺伝子発現解析、および、単一細胞（核）解析を進めた。空間的遺伝子発現解析のうち、Visium法（10X GENOMICS社）を用いた解析においては、精神疾患死後脳・DNAバンクから供与された、統合失調症に罹患した患者と正常対照者の凍結脳組織４例ずつの前帯状皮質について、薄切した脳組織を解析用スライドグラスに貼付けた空間的遺伝子発現解析を行なった。情報学的データ処理によって、Visiumで解析を行ったスライドグラス上の各スポットを、共通の組織ドメインに分類し直すことができた。組織ドメインごとに、統合失調症と正常対照のサンプル間での遺伝子発現の比較を行ったところ、組織ドメイン特異的に発現変化を示す遺伝子が存在することを確認した。空間的遺伝子発現解析の別の手法である、GeoMX DSP法（Nanostring社）では、抗体を用いて特定の細胞集団を抽出しながら、それらの細胞集団の位置情報と結びついた網羅的な空間的遺伝子発現解析を行うことが可能である。このGeoMX DSP法を用いた解析に関しては、統合失調症に罹患した患者に由来する脳組織3例と正常対照者に由来する脳組織3例、計６サンプルのパラフィン包埋組織から薄切標本を作成して、GeoMX DSP法を用いた解析を進めた。また、これらの解析結果を踏まえた、動物モデルの作成にも着手した。Visium法での解析の結果、統合失調症と正常対照者の間で発現変動を示す遺伝子に注目して、遺伝子変異マウスの作成に着手した。またその際に注目すべき脳領域の一つである前障について、その正常発生の分子細胞メカニズムを明らかにして報告した。

我们使用精神分裂症患者和正常对照的死后脑组织进行空间基因表达分析和单细胞（核）分析。在使用 Visium 方法 (10X GENOMICS) 进行空间基因表达分析时，使用了精神分裂症患者和正常对照者的冷冻脑组织（由死后大脑/精神疾病 DNA 库捐赠），对前部进行了空间基因表达分析。通过将切片的脑组织附着到分析载玻片上来观察每个病例的扣带皮层。通过信息学数据处理，我们能够将使用 Visium 分析的载玻片上的每个点重新分类到常见的组织域中。当比较精神分裂症和正常对照样本之间每个组织域的基因表达时，证实存在表达以组织域特异性方式改变的基因。另一种空间基因表达分析方法是GeoMX DSP方法（Nanostring Inc.），它使用抗体提取特定的细胞群，并生成与这些细胞群的位置信息相关的全面的空间基因表达，从而可以进行表达分析。为了使用这种 GeoMX DSP 方法进行分析，我们从六个石蜡包埋组织、三个来自精神分裂症患者的脑组织和三个来自正常对照的脑组织中获得了薄切片标本，并使用 GeoMX DSP 进行了分析。方法。我们还开始根据这些分析结果创建动物模型。使用Visium方法进行分析后，我们重点关注精神分裂症患者和正常对照组之间表达变化的基因，并开始培育基因突变小鼠。此外，我们阐明并报道了屏状核正常发育的分子和细胞机制，屏状核是值得关注的大脑区域之一。

项目成果

胎児期虚血が及ぼす脳形成への影響

胎儿缺血对大脑形成的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Zhang JC;Yao W;Hashimoto K;永井義隆;久保健一郎
• 通讯作者: 久保健一郎

空間トランスクリプトームと精神疾患研究

空间转录组和精神疾病研究

• 发表时间: 2023
• 期刊: 臨床精神医学
• 作者: 吉永怜史;久保健一郎
• 通讯作者: 久保健一郎

空間的プロファイリング技術を用いた精神疾患の病態解明の試み

尝试利用空间分析技术阐明精神疾病的病理学

• 发表时间: 2022
• 作者: Inoue Tatsuro;Shimizu Akio;Ueshima Junko;Murotani Kenta;Nagano Ayano;Ishida Yuria;Kinoshita Kaori;Iizuka Yumiko;Satake Shosuke;Matsui Yasumoto;Arai Hidenori;Maeda Keisuke;久保健一郎
• 通讯作者: 久保健一郎

死後脳の空間的遺伝子発現解析による統合失調症の病態解明へのアプローチ

通过死后大脑空间基因表达分析阐明精神分裂症病理学的方法

• 发表时间: 2023
• 作者: Li Sen;Otsuka Ikuo;Tanifuji Takaki;Okazaki Satoshi;Horai Tadasu;Takahashi Motonori;Kondo Takeshi;Ueno Yasuhiro;Hishimoto Akitoyo;久保健一郎
• 通讯作者: 久保健一郎

哺乳類大脳皮質発生で、サブプレートニューロンが皮質板下に配置されるメカニズム

哺乳动物大脑皮层发育过程中板下神经元位于皮质板下方的机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 吉永怜史;石井一裕;岡本麻友美;宮田卓樹;久保健一郎;仲嶋一範
• 通讯作者: 仲嶋一範