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。

额颞痴呆（FTD）是一种神经退行性疾病，专门损害额叶和颞叶，但尚无有效的治疗方法。 C9ORF72基因是家族性FTD的最常见基因，由于六个碱基的重复序列称为GGGGCC，导致细胞死亡，但详细的机制尚不清楚。预计使用人IPS细胞的研究将对FTD病理的阐明产生重大贡献，但是由于没有开发出诱导额叶和颞叶的技术，即以特定且高效的方式从IPS细胞中诱导FTD的主要病理学，因此无法准确地重复FTD的病理学。在这项研究中，我们在诱导IPS细胞的神经干细胞时操纵Wnt和FGF8信号的浓度梯度，并成功产生额叶和颞叶特异性神经元。此外，使用这种诱导方法，我们开始使用来自家族性FTD患者的IPS细胞来分析FTD的病理状态，该病例被C9ORF72基因突变。使用重复PRIMED-PCR方法鉴定出从FTD患者得出的IPS细胞中鉴定出C9ORF72重复量的异常伸长。此外，在这项研究中，自噬和溶酶体功能异常在额叶特异性的神经元中检测到来自诱导的FTD患者的神经元，并成功地创建了与实际FTD临床部位相匹配的体外模型。此外，使用来自健康个体的FTD患者和神经元的神经元中的MRN A-SEQ分析进行了全面的基因表达分析，并确认了各种基因表达的变化。