Identifying drug targets for neuropsychiatric and neurodevelopmental disorders via brain transcriptome

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ヒト1q21.1染色体領域は，自閉症，統合失調症との相関が認められる領域である．特に本領域の欠失は自閉症と，重複は統合失調症との相関が認められており，当該領域に存在する遺伝子のコピー数が疾患表現型に影響を与える（コピー数変異：CNV）ものと考えられる．本研究は，ヒトES細胞をベースにアイソジェニックセルラインとして1q21.1欠失/重複細胞をゲノム編集技術を用いて樹立し，in vitroでの2D神経細胞への分化，さらには大脳皮質オルガノイドを作製する事で，ヒト患者脳内における疾患表現型の同定，さらには疾患表現型に結びつく分子メカニズムを明らかにする事を目的とする．本年度は，コントロール細胞とともに過年度に樹立した1q21.1欠失細胞，1q21.1重複細胞をin vitroで神経分化誘導を行い，細胞外電位計測法である平面微小電極アレイ（Multi Electrode Array: MEA），さらに大脳皮質オルガノイド作製を行う事で脳内の疾患表現型の同定を試みた．現在まで，MEAによる神経電気生理学的特性は，コントロール，1q21.1欠失細胞，1q21.1重複細胞間で顕著な変化は認められていない．ただし，1.5ヶ月間の比較的短期間と考えられるin vitroカルチャーである事を考え併せると，より長期間培養した成熟神経細胞でのレコーディングが必要と考えており，現在実施中である．同様にGABA作動性神経細胞の興奮性神経細胞への影響を解析するため，GABAA受容体のブロッカーであるBicuculline投与による薬理学的解析も進行中である．オルガノイドは，各種プロトコールの比較とともに，ストレスフリー回転型浮遊培養器を試験的に導入し，大脳皮質オルガノイド・大脳皮質層形成への影響，解析が進行中である．