成体網膜の再生における幹細胞の増殖・分化および神経回路形成の制御機構の解明

阐明成体视网膜再生过程中干细胞增殖分化和神经回路形成的控制机制

• 批准号: 20700303
• 负责人: 小坂田 文隆
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20700303/
• 关键词: 網膜; グリア細胞; 視細胞; ウイルス; 電気生理; 神経回路; 多能性; iPS細胞

成体における新生神経回路を可視化する目的で、分裂細胞にのみ感染するレトロウイルスを用い、新しくシナプス結合した神経回路でのみタンパクを発現するシステムを構築した。続いて、新生視細胞が形成した神経回路を特異的に可視化するために、視細胞に特異的なCrx, Nrl, Rhodopsinのプロモーターを用いたウイルスベクターを作成した。さらに、新生視細胞の機能および回路形成を電気生理学的に解析する目的で、多電極細胞外記録(multi-electrode array)を用いた評価系を確立した。暗順応させた網膜を急性単離し、神経節細胞層が電極に接するように静置し、光刺激を行ったところ、in vivoのelectroretinoeraphy (ERG)に類似した応答が得られた。これらの応答は、視細胞に由来するa-wave、視細胞とシナプス結合する双極細胞に由来するb-waveであることを明らかにした。この手法により網膜の発生過程における光応答の変化、および変性網膜の機能変化を解析することができた。網膜細胞の分化制御機構を解明する目的で、胚性幹細胞(ES細胞)および誘導性多能性幹細胞(iPS細胞)を用いin vitroでの網膜分化を検討した。その結果、WntシグナルおよびNodalシグナルを抑制する低分子化合物を用いた新しい分化誘導系の確立に成功した。加えて、4因子(Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc)あるいは3因子(Oct3/4, Sox2, Klf4)を用いて作製した複数のiPS細胞株の分化能を比較した結果、検討した全ての細胞株において神経分化は認められたが、網膜色素上皮には分化しない細胞株が認められた。iPS細胞から網膜細胞への誘導には、初期化因子の組み合わせよりも、iPS細胞の樹立過程におけるコロニーの選択および多能性の検証が重要であると考えられた。

Adult に お け る god 経 loop を new visual す る purpose で, splinter cell に の み infection す る レ ト ロ ウ イ ル ス を い, new し く シ ナ プ ス combining し た god 経 loop で の み タ ン パ ク を 発 now す る シ ス テ ム を build し た. 続 い て が, newborn cells forming し た god 経 loop を specific に visualization す る た め に に specific な, depending on the cell contents, Nrl, Rhodopsin の プ ロ モ ー タ ー を with い た ウ イ ル ス ベ ク タ ー を made し た. さ ら に, new cell の お よ び electrical 気 physiology of loop forming を に parsing す る purpose で, multi electrode extracellular recording (multi - electrode array) を with い た review を 価 department establish し た. Dark shun 応 さ せ た acute retinal を 単 from し, god が 経 ganglion cells layer electrode に す る よ う に let stand し line, light stimulation を っ た と こ ろ, the in vivo の electroretinoeraphy (ERG) に similar し た 応 が must answer ら れ た. こ れ ら の 応 answer は, depending on the cell に origin す る a - wave, depending on the cell と シ ナ プ ス combining す る bipolar cells に origin す る b - wave で あ る こ と を Ming ら か に し た. <s:1> および the process of the development of the omentum <e:1> における the transformation of light 応 response to omentum, the transformation of the function of the および omentum <e:1> を analysis する とがで た た た. The omental cell <s:1> differentiation control institution を explains する objective で embryonic stem cells (ES cells)および induced pluripotent stem cells (iPS cells)を use を in vitroで <s:1> omental differentiation を検 to obtain た. そ の results, Wnt シ グ ナ ル お よ び Nodal シ グ ナ ル を inhibit す る を low molecular compounds with い た new し い に induction is の established successful し た. Add え て, 4 factors (Oct3/4, Sox2, Klf4, c - Myc) あ る い は 3 factors (Oct3/4, Sox2, Klf4) を い て cropping し た plural の iPS cell lines の differentiation are を し た results, beg し 検 た full て の cell lines に お い て は 経 differentiation to recognize god め ら れ た が, retinal pigment epithelium に は differentiation し な い cell lines が recognize め ら れ た. IPS cells か ら へ retinal cells induced に の は group, initial factor の み close わ せ よ り も building, iPS cells の に お け る コ ロ ニ ー の sentaku お よ び pluripotency の 検 card が important で あ る と exam え ら れ た.

项目成果

Dibutyryl cyclic AMP induces differentiation of human neuroblastoma SH-SY5Y cells into a noradrenergic phenotype

• DOI: 10.1016/j.neulet.2008.07.079
• 发表时间: 2008-10-10
• 期刊: NEUROSCIENCE LETTERS
• 影响因子: 2.5
• 作者: Kume, Toshiaki;Kawato, Yuka;Akaike, Akinori
• 通讯作者: Akaike, Akinori

Drug development targeting the glycogen synthase kinase-3β (GSK-3β)-mediated signal transduction pathway : targeting the Wnt pathway and transplantation therapy as strategies for retinal repair

针对糖原合酶激酶-3β（GSK-3β）介导的信号转导通路的药物开发：针对Wnt通路和移植治疗作为视网膜修复的策略

• 发表时间: 2009
• 期刊: Journal of Pharmacological Sciences 109
• 作者: Osakada;et al
• 通讯作者: et al

Detection of Localized Retinal Malfunction in Retinal Degeneration Model Using a Multielectrode Array System

• DOI: 10.1002/jnr.22024
• 发表时间: 2009-07-01
• 期刊: JOURNAL OF NEUROSCIENCE RESEARCH
• 影响因子: 4.2
• 作者: Homma, Kohei;Osakada, Fumitaka;Takahashi, Masayo
• 通讯作者: Takahashi, Masayo

In vitro differentiation of retinal cells from embryonic stem cells under defined conditions

在特定条件下从胚胎干细胞中体外分化视网膜细胞

• 发表时间: 2008
• 作者: Kume;et al.;小坂田文隆ら;小坂田文隆ら
• 通讯作者: 小坂田文隆ら

Stepwise differentiation of pluripotent stem cells into retinal cells

• DOI: 10.1038/nprot.2009.51
• 发表时间: 2009-01-01
• 期刊: NATURE PROTOCOLS
• 影响因子: 14.8
• 作者: Osakada, Fumitaka;Ikeda, Hanako;Takahashi, Masayo
• 通讯作者: Takahashi, Masayo