多能性幹細胞の自己組織化能の促進とアセンブルによる小脳オルガノイドモデルの創出

通过促进和组装多能干细胞的自组织能力创建小脑类器官模型

基本信息

批准号：
21H03812
负责人：
六車恵子
金额：
$ 10.9万
依托单位：
Kansai Medical University
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 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

脳オルガノイドは、iPS細胞など多能性幹細胞が自己組織的に三次元構造化した多細胞塊であり、発生過程を模倣した脳組織モデルとして、発生・進化などの学術研究から再生医療や病態研究などの応用研究まで幅広く活用されている。例えば、大脳オルガノイドでは神経発生で見られる神経上皮の形成、細胞分裂、細胞周囲に合わせた核移動（エレベーター運動）、inside-out様式の細胞移動、層特異的な分子マーカーの発現など、一連の経時的な素過程が再現され、大脳皮質特有の明瞭な層構造が再現される。しかしながら、小脳オルガノイドにおいてはそのような明瞭な層構造・組織形成がまだ不十分であり、現在の培養技術で再現できる構造は、胚子期後期相当の組織構築に留まる。これは層構造の形成過程が大脳と小脳では全く異なることに起因していると考えられる。大脳皮質では、相応増を担うほぼ全ての神経細胞が脳室帯から産生されるのに対し、小脳では異なる二つの胚芽層から生み出され、複雑な細胞移動を経て組織構築が成される。本課題では、多能性幹細胞の自己組織化能の誘導と細胞のアセンブルを組合わせ、より高度な小脳オルガノイドモデルを創出することを目指す。本年度は、分化培地の改良によりプルキンエ細胞に代表される脳室帯由来細胞の分化効率を既報の３倍以上に高めることに成功した。また、オルガノイドにアセンブルするための細胞を作成する方法を開発した。さらに、共焦点顕微鏡によるオルガノイドのライブイメージングにより、ここの細胞の挙動を定量的に解析する方法の開発に着手した。

脑器官是一种多细胞质量，其中多能干细胞（例如IPS细胞）是自组织的，并且是模仿发生过程的脑组织模型，以再生研究，再生医学和病理学研究，例如发生和进化被广泛使用，例如这样的研究。例如，在大脑器官中，在神经源性，细胞分裂，核运动（电梯运动）中发现的神经上皮形成，量身定制的细胞，内部式的细胞迁移以及特定于层的分子标记的表达。随着时间的推移，将重现了原始的处理过程，并且复制了大脑皮层的清晰层结构。但是，小脑器官中这种清晰的层结构和组织形成仍然不足，并且可以通过当前的培养技术复制的结构仍然是与胚胎时期后期的组织的构建。这可能是由于以下事实：层结构的形成过程在大脑和小脑之间完全不同。在大脑皮层中，几乎所有合适的神经细胞都是由大脑室产生的，而小脑是由两个不同的细菌层产生的，并通过复杂的细胞运动构建。在此任务中，我们旨在通过结合多能干细胞和细胞组装的自组织能力来创建更复杂的小脑器官模型。在这个财政年度，差异化区域的改善成功地提高了大脑衍生细胞（例如珀金细胞）的兼容性效率，是上一份报告的三倍以上。此外，我们开发了一种创建细胞组装器官的方法。此外，具有CO-对焦显微镜的类器官的实时成像已经开始开发一种定量分析此处细胞行为的方法。

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Restoration of the defect in radial glial fiber migration and cortical plate organization in a brain organoid model of Fukuyama muscular dystrophy.

DOI：
10.1016/j.isci.2021.103140
发表时间：
2021-10-22
期刊：
iScience
影响因子：
5.8
作者：
Taniguchi-Ikeda M;Koyanagi-Aoi M;Maruyama T;Takaori T;Hosoya A;Tezuka H;Nagase S;Ishihara T;Kadoshima T;Muguruma K;Ishigaki K;Sakurai H;Mizoguchi A;Novitch BG;Toda T;Watanabe M;Aoi T
通讯作者：
Aoi T

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