Development of drug discovery platform for neurodegenerative diseases using new 3D culture method

利用新的3D培养方法开发神经退行性疾病药物发现平台

• 批准号: 22KJ2712
• 负责人: 友岡 領
• 金额: $ 1.6万
• 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: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2712/
• 关键词: 神経変性疾患; アルツハイマー病; アストロサイト; 3次元培養; 新規創薬基盤

アルツハイマー病(AD)を始めとする神経変性疾患患者は社会の高齢化に伴い増加の一途を辿っており、治療法の開発が求められている。申請者はこれまでに、疾患病態を反映したアストロサイト細胞塊(iA spheroid)の作成を可能としており、本研究はAD患者由来iA spheroidの表現系評価と臨床応用に向けた誘導法の改良を行うものである。2022年度は主に①再現性向上に向けた誘導法の改良と②RNA-seqによる健常者対AD患者由来iA spheroidの遺伝子発現解析を行った。①本研究の誘導系は、AD患者の疾患病態を反映したiA spheroidの誘導が可能な一方で、得られる結果にバラつきが多い事が課題であった。改善には、iA spheroid誘導法と評価工程両方の改良が必要と考えられる。本年度は評価系工程の簡便化を目的に透明化・免疫染色工程の条件を最適化した。次年度はより均一なiA spheroidの作出が可能な誘導法確立を目指す。今後数種の有溝低接着プレートを用いた浮遊培養条件検討を予定している。②3次元浮遊培養法がiA細胞に与える影響を評価する目的に網羅的遺伝子解析を行った。2次元培養下のiA細胞と、3次元培養を介したiA spheroidを同期間培養、サンプリングしRNA-seqを行った。発現変動遺伝子を抽出し、GO解析を行うと3次元培養によって神経分化や脳発達系統の遺伝子が変動している事が分かった。更に健常者対疾患細胞の比較結果も、3次元培養を介する事で神経・グリア分化や認知症関連遺伝子群の発現変動が顕在化する事が示唆された。

随着社会老龄化，患有阿尔茨海默病（AD）等神经退行性疾病的患者数量持续增加，需要开发治疗方法。申请人此前已能够创建反映疾病病理学的星形胶质细胞簇（iA球体），本研究旨在评估源自AD患者的iA球体的表型系统并改进临床应用的诱导方法。 。在2022财年，我们主要进行了（1）改进诱导方法以提高再现性和（2）使用RNA-seq对来自健康受试者和AD患者的iA球体进行基因表达分析。 ①虽然本研究中使用的诱导系统能够诱导反映AD患者疾病病理的iA球体，但问题是获得的结果变化很大。改进可能需要改进 iA 球体诱导方法和评估过程。今年，我们优化了透明和免疫染色过程的条件，以简化评估系统流程。明年，我们的目标是建立一种诱导方法，能够生产更均匀的 iA 球体。将来，我们计划使用几种类型的凹槽低粘附板来研究悬浮培养条件。 ②进行全面的遗传分析，评估3D悬浮培养法对iA细胞的影响。 2D培养中的iA细胞和3D培养中的iA球体同时培养、取样并进行RNA-seq。通过提取表达可变的基因并进行GO分析，发现与神经元分化和大脑发育谱系相关的基因被3D培养改变。此外，健康细胞和患病细胞之间的比较结果表明，通过 3D 培养，神经元/胶质细胞分化和痴呆相关基因表达的变化变得明显。