D2R-mediated Gs/Gi rebalancing in ALS motor neurons

ALS 运动神经元中 D2R 介导的 Gs/Gi 重新平衡

基本信息

批准号：
22K15736
负责人：
森本悟
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

今年度の研究実施計画：ヒトiPS細胞の脊髄運動ニューロンへの分化誘導：Chemically Transitional embryoid-body-like State (CTraS)法およびSendai virusを用いて、健常者ならびに家族性（孤発性）ALS患者由来ヒトiPS細胞にlhx3, ngn2, islet1の３因子を導入し、ヒト脊髄運動ニューロンに迅速かつ高効率に分化させる。今年度の研究実績：健常者（４検体）ならびにゲノム編集を含む家族性ALS患者（TARDBP変異あるいはFUS変異を有する４検体）由来iPS細胞から迅速かつ高効率にヒト脊髄運動ニューロンを誘導する方法を開発した。これまでの方法では、脊髄運動ニューロン誘導の効率が悪く純度も低く、また誘導や評価の手順が複雑であるなどの制約があった。この新しいプロトコールでは、低分子ベースのアプローチ（CTraS法）と転写因子の導入（lhx3, ngn2, islet1、あるいはLHX3, NGN2, ISLET1）を組み合わせ、わずか2週間で80％近い誘導効率を達成した。また、細胞の不均一性を克服するため、iPS細胞由来のLMNの形態と生存率を、タイムラプス顕微鏡と機械学習/深層学習を用いて個々の細胞ごとに解析し、高精度な病態生理評価システムを確立した。このような迅速かつ高効率で簡便なプロトコールと1細胞単位の評価手法により、iPS細胞由来脊髄運動ニューロンを用いた大規模病態解析や創薬スクリーニングへの応用が可能となる。上記成果について、下記プレプリントサーバーより参照可能。Selena Setsu, Satoru Morimoto, Shiho Nakamura, Fumiko Ozawa, Yukihide Tomari, Hideyuki Okano. An efficient induction method for human spinal lower motor neurons and high-throughput image analysis at the single cell level. bioRxiv 2023.04.18.537412; doi: https://doi.org/10.1101/2023.04.18.537412

今年的研究实施计划：诱导人类iPS细胞分化为脊髓运动神经元：利用化学转化类胚体状态（CTraS）方法和仙台病毒，在健康受试者和家族性（散发性）ALS患者中进行研究将 lhx3、ngn2 和 islet1 三个因子引入衍生的人 iPS 细胞中，以快速有效地将其分化为人脊髓运动神经元。今年的研究成果：开发了一种利用源自健康受试者（4 个样本）和家族性 ALS 患者（4 个具有 TARDBP 或 FUS 突变的样本）的 iPS 细胞快速高效诱导人类脊髓运动神经元的方法，包括基因组编辑。传统方法存在引导脊髓运动神经元效率差、纯度低、引导和评估程序复杂等局限性。这种新方案将基于小分子的方法 (CTraS) 与转录因子（lhx3、ngn2、islet1 或 LHX3、NGN2、ISLET1）的引入相结合，在短短两周内实现了近 80% 的诱导效率。此外，为了克服细胞异质性，我们使用延时显微镜和机器学习/深度学习分析了 iPS 细胞衍生的 LMN 的形态和存活率，并开发了高度准确的病理生理学评估系统。这些快速、高效、简单的方案和单细胞评估方法使得将 iPS 细胞来源的脊髓运动神经元应用于大规模病理分析和药物发现筛选成为可能。以上结果可以在下面的预印本服务器上查看。 Selena Setsu，Satoru Morimoto，Shiho Nakamura，Fumiko Ozawa，Yukihide Tomari，Hideyuki Okano。单细胞水平的人类脊髓下运动神经元和高通量图像分析的有效诱导方法 doi： https://doi.org/10.1101/2023.04.18.537412

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

神経変性疾患における真のDMTを実現するための“iPS細胞"の役割（シンポジウム: 精神神経医療における「聖杯」とは：Disease-Modifying Therapyの現在地と可能性）

“iPS细胞”在神经退行性疾病中实现真正DMT的作用（研讨会：什么是神经精神医学的“圣杯”：疾病修饰疗法的现状和可能性）

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Setsu S;Morimoto S;Nakamura S;Ozawa F;Takahashi S;Okano H.;森本悟
通讯作者：
森本悟

PRACTICAL INDUCTION AND EVALUATION METHOD OF HUMAN MOTOR NEURONS TARGETED AT DRUG SCREENING FOR ALS.

针对 ALS 药物筛选的人体运动神经元实用归纳和评估方法。

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Setsu S;Morimoto S;Nakamura S;Ozawa F;Takahashi S;Okano H.
通讯作者：
Okano H.

An efficient induction method for human spinal lower motor neurons and high-throughput image analysis at the single cell level

人脊髓下运动神经元的有效诱导方法和单细胞水平的高通量图像分析

DOI：
10.1101/2023.04.18.537412
发表时间：
2023
期刊：
bioRxiv
影响因子：
0
作者：
Setsu Selena;Morimoto Satoru;Nakamura Shiho;Ozawa Fumiko;Tomari Yukihide;Okano Hideyuki
通讯作者：
Okano Hideyuki

紀伊ALS

纪伊肌萎缩侧索硬化症