ALS患者iPS細胞由来アストロサイトを用いた非自律性運動ニューロン変性の解明

使用 ALS 患者 iPS 细胞衍生的星形胶质细胞阐明非自主运动神经元变性

基本信息

批准号：
22700377
负责人：
北岡志保
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010-04-01 至 2013-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22700377/
关键词：
iPS細胞 ALS アストロサイト

项目摘要

変異SOD1を発現するアストロサイトが運動ニューロン変性を誘導することがトランスジェニックマウスやES細胞を用いた研究で明らかにされている。しかしながら、SOD1変異を有する患者由来のアストロサイトについては運動ニューロン変性を誘導するかどうかは不明である。そこで、当研究室で既存の方法を改変し、これまでの80日に比較して短期間でアストロサイトへ分化誘導する新たな方法を確立した。その後、SOD1変異を有する患者由来のiPS細胞からアストロサイトへの分化誘導を行った。アストロサイト特異的にtdTOMATOを発現するレンチウイルスを作製し、分化誘導で得られた細胞に感染した。その結果、約50日でtdTOMATO陽性でかつI型アストロサイトに類似した細胞を確認することができた。変異SOD1を過剰発現するマウスおよびコントロールマウスから初代培養アストロサイトを単離し、マイクロアレイで遺伝子発現解析を行った。その結果、変異SOD1マウス由来アストロサイトで生理活性脂質の合成に関与する特定のプロスタグランジン合成酵素、シクロオキシゲナーゼの発現量が上昇していた。さらに定量的PCR法により、変異SOD1マウス由来アストロサイトで上記プロスタグランジン合成酵素の発現が有意に上昇していることを確認した。これらの結果から、上記プロスタグランジン合成酵素、シクロオキシゲナーゼによって産生される特定のプロスタグランジンの増加が予想された。そこで、アストロサイト培養上清中に含まれる各種プロスタノイドの定量を行ったが、測定系の問題で、上昇を予想したプロスタグランジンの定量には至らなかった。しかしながら、有意差はないものの、定量可能であったプロスタグランジンは変異SOD1マウス由来アストロサイトで高い傾向にあった。このことから、SOD1変異を有する患者由来のアストロサイトでも上記のプロスタグランジン合成酵素、シクロオキシゲナーゼ経路が活性化している可能性が示唆された。

使用转基因小鼠和 ES 细胞的研究表明，表达突变型 SOD1 的星形胶质细胞会诱导运动神经元变性。然而，尚不清楚源自 SOD1 突变患者的星形胶质细胞是否会诱导运动神经元变性。因此，我们实验室修改了现有的方法，建立了一种新的方法，可以在比之前80天更短的时间内诱导分化为星形胶质细胞。然后，他们诱导源自 SOD1 突变患者的 iPS 细胞分化为星形胶质细胞。我们创建了一种慢病毒，可在星形胶质细胞和通过分化诱导获得的感染细胞中特异性表达 tdTOMATO。结果，大约 50 天后，就确认了 tdTOMATO 阳性且类似 I 型星形胶质细胞的细胞。从过表达突变型 SOD1 的小鼠和对照小鼠中分离原代培养的星形胶质细胞，并使用微阵列进行基因表达分析。结果，来自突变型 SOD1 小鼠的星形胶质细胞中环氧合酶（一种参与生物活性脂质合成的特定前列腺素合酶）的表达水平增加。此外，通过定量PCR，我们确认来自突变SOD1小鼠的星形胶质细胞中上述前列腺素合酶的表达显着增加。根据这些结果，预计前列腺素合酶和环氧合酶产生的特定前列腺素会增加。因此，对星形胶质细胞培养上清液中含有的各种前列腺素进行了定量，但由于测量系统的问题，无法对预计会升高的前列腺素进行定量。然而，尽管没有显着差异，但来自突变 SOD1 小鼠的星形胶质细胞中可量化的前列腺素往往较高。这表明上述前列腺素合酶和环氧合酶途径可能在源自SOD1突变患者的星形胶质细胞中被激活。