Unraveling mechanism of pathogenesis in CHAREGE syndrome using iPSC-derived brain organoid

使用 iPSC 衍生的脑类器官揭示 CHAREGE 综合征的发病机制

• 批准号: 19H03623
• 负责人: 神山 淳
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H03623/
• 关键词: iPS細胞; CHARGE症候群; 脳オルガノイド; iPS細胞由来脳オルガノイド; エンハンサー制御; ＣHARＧE症候群; iPS細胞由来脳オルガノイド溝田; 1細胞RNA-Seq; 1細胞ATAC-Seq

CHARGE症候群はクロマチンリモデリング因子CHD7の変異を原因とし、複数の臓器における発達異常や発生異常が見出される疾患である。CHD7は中枢神経系に存在する神経前駆細胞においてエンハンサー制御を司る遺伝子であり、その標的領域におけるエピゲノム制御の本態の解明はヒト神経発生を理解する上で重要であると考えられる。本研究ではヒトiPS細胞を用いた手法を採用し、CHARGE症候群患者由来iPS細胞を用いた脳オルガノイドにおいて組織学的異常を見出している。また、分子機構の解明としては1細胞レベルでの解析を可能とする1細胞RNA-Seqや1細胞ATAC-Seqの手法を採用している。本年度はCHD7の細胞特異的な標的の制御機構として組織特異的なpioneer因子と結合を介してエンハンサー制御を規定することを報告した。また、昨年度確立した脳オルガノイド成熟化手法を用いた解析を実施し、従来法では解析が難しかったグリア系細胞に与える影響の解析を開始した。CHD7の共役因子として見出した因子に関しては表現型解析の過程で核内局在が相分離により規定される可能性を見出した。特にエンハンサー領域に与える影響が大きいことから、今後はCHD7の活性制御との関連を解析する。

CHARGE综合征是由染色质重塑因子CHD7突变引起的，是一种多器官发育及发育异常的疾病。 CHD7 是一种控制中枢神经系统神经祖细胞增强子控制的基因，阐明其目标区域表观基因组调控的本质对于理解人类神经发生非常重要。在这项研究中，我们采用了使用人类 iPS 细胞的方法，并使用来自 CHARGE 综合征患者的 iPS 细胞发现了脑类器官的组织学异常。此外，为了阐明分子机制，我们采用单细胞RNA-Seq和单细胞ATAC-Seq方法，可以在单细胞水平上进行分析。今年，我们报道了 CHD7 细胞特异性靶标的控制机制是通过与组织特异性先锋因子结合的增强子调节。此外，我们还使用去年建立的脑类器官成熟方法进行了分析，并开始分析对神经胶质细胞的影响，这对于使用传统方法难以分析的。在表型分析过程中，我们发现作为CHD7缀合因子的因子的核定位可以通过相分离来确定。由于它对增强子区域的影响特别大，我们以后会分析它与CHD7活性调控的关系。

项目成果

Chromatin remodeler CHD7 targets active enhancer region to regulate cell type-specific gene expression in human neural crest cells.

染色质重塑剂 CHD7 靶向活性增强子区域，调节人神经嵴细胞中细胞类型特异性基因表达。

• DOI: 10.1038/s41598-022-27293-6
• 发表时间: 2022-12-31
• 期刊: Scientific reports
• 影响因子: 4.6

Administration of C5a Receptor Antagonist Improves the Efficacy of Human Induced Pluripotent Stem Cell Derived Neural Stem/Progenitor Cell Transplantation in the Acute Phase of Spinal Cord Injury

C5a 受体拮抗剂的施用可提高脊髓损伤急性期人诱导多能干细胞来源的神经干/祖细胞移植的疗效

• DOI: 10.1089/neu.2021.0225
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Neurotrauma
• 影响因子: 4.2
• 作者: Shibata Reo;Nagoshi Narihito;Kajikawa Keita;Ito Shuhei;Shibata Shinsuke;Shindo Tomoko;Khazaei Mohamad;Nori Satoshi;Kohyama Jun;Fehlings Michael G.;Matsumoto Morio;Nakamura Masaya;Okano Hideyuki
• 通讯作者: Okano Hideyuki