新規誘導法における患者由来iPS細胞を用いた前頭側頭型認知症の病態モデリング

采用新型诱导方法，使用患者来源的 iPS 细胞建立额颞叶痴呆的病理模型

基本信息

批准号：
20J21586
负责人：
佐藤月花
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

前頭側頭型認知症(FTD)は前頭葉・側頭葉を特異的に障害する神経変性疾患であるが、有効な治療法は未だ存在しない。家族性FTDの原因遺伝子として最も頻度が高いC9ORF72遺伝子は、GGGGCCという6塩基の繰り返し配列により細胞死が起きるが詳細なメカニズムは不明である。ヒトiPS細胞を用いた研究はFTDの病態解明に大きく貢献することが期待されるが、FTDの病態主座である前頭葉・側頭葉をiPS細胞から特異的かつ高効率に誘導する技術が開発されていない為に、FTDの病態を正確に再現する事は不可能であった。本研究では、iPS細胞から神経幹細胞を誘導する際にWnt,FGF8シグナル濃度勾配を操作し、前頭葉・側頭葉特異的な神経細胞の作出に成功した。更に、この誘導法を用いてC9ORF72遺伝子変異家族性FTD患者由来iPS細胞を用いたFTDの病態解析を開始した。ＦＴＤ患者由来ｉＰＳ細胞にてＲｅｐｅａｔ　ＰｒｉｍｅｄーＰＣＲ法を用いてＣ９ＯＲＦ７２リピート数の異常伸張が同定された。更に本研究では、誘導されたＦＴＤ患者由来前頭葉特異的神経細胞だけに、オートファジー機能やリソソーム機能の異常を検出し、実際のＦＴＤ臨床所行と合致する試験管内モデルの作成に成功している。また、ＦＴＤ患者由来神経細胞と健常者由来神経細胞にて、m R N AーSｅｑ解析により、網羅的な遺伝子発現解析を行い、様々な遺伝子発現変化が確認された。

额颞叶痴呆（FTD）是一种神经退行性疾病，专门损害额叶和颞叶，但目前尚无有效的治疗方法。 C9ORF72基因是家族性FTD最常见的致病基因，由于称为GGGGCC的六核苷酸重复序列而导致细胞死亡，但详细机制尚不清楚。使用人类 iPS 细胞的研究预计将极大地有助于阐明 FTD 的病理学，并且已经开发出一种技术，可以特异性、高效地从 iPS 细胞中诱导额叶和颞叶，而额叶和颞叶是 FTD 病理学的主要位点。准确再现 FTD 的病理学是不可能的。在这项研究中，我们在从 iPS 细胞诱导神经干细胞时操纵 Wnt 和 FGF8 信号的浓度梯度，并成功创建了额叶和颞叶特异性神经元。此外，利用这种诱导方法，我们开始使用源自 C9ORF72 基因突变家族性 FTD 患者的 iPS 细胞来分析 FTD 的病理学。使用 Repeat Primed-PCR 方法在 FTD 患者来源的 iPS 细胞中发现了 C9ORF72 重复次数的异常扩增。此外，在本研究中，我们仅在诱导 FTD 患者的额叶特异性神经元中检测到自噬功能和溶酶体功能异常，并成功创建了符合实际 FTD 临床实践的体外模型。此外，利用mRNA-Seq分析对来自FTD患者的神经元和来自健康个体的神经元进行全面的基因表达分析，并确认了各种基因表达变化。