生理的機能を有するALS細胞モデルの構築とその病態解析

具有生理功能的ALS细胞模型的构建及病理分析

• 批准号: 22K07356
• 负责人: 大友 麻子
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K07356/
• 关键词: 筋萎縮性側索硬化症; ALS; 上位運動ニューロン; 下位運動ニューロン; 骨格筋; iPS細胞; 細胞モデル

筋萎縮性側索硬化症（Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS）は、大脳皮質運動野の上位運動ニューロン（UMNs）と脳神経及び脊髄前角の下位運動ニューロン（LMNs）の選択的変性と脱落を特徴とする進行性の神経変性疾患である。本研究では、ALS疾患特異的障害部位である、UMNsとLMNs、及びLMNsと骨格筋（MSCs）の機能的な結合、さらにはUMNsとLMNs及び MSCs の結合を有する新たなALS細胞モデルを構築することを目的とする。本年度は、細胞材料の作製を進めた。ALS疾患モデル細胞として、上位運動ニューロン変性が優位なALS2型（ALS2変異）と、下位運動ニューロンの変性が優位であるALS6型（FUS変異）に着目した。健常者由来の人工多能性幹細胞（iPSCs）を用いて、ALS2ノックアウトiPS cell lineを作製した。同時に、同一バックグラウンドを持つiPSCsにFUS変異を持つiPSCsを入手した。それらiPSCsを用いて、LMNsの運命決定遺伝子をテトラサイクリン依存的に発現する遺伝子カセットを導入し、安定的にそれらを発現する細胞をプールとして確保した。健常者、ALS2型、FUS型のiPSCsを下位運動ニューロンへと分化誘導後、細胞生存率について解析を行った結果、分化誘導後2-3週間の時点においてもFUS細胞モデルにおいて顕著に細胞生存率が低下していた。一方で、ALS2細胞モデルでは、細胞生存率は維持されていた。現在、UMNsを含む興奮性神経細胞及び骨格筋についてもそれぞれの分化に関わる転写因子の導入を行い、細胞の特異性や性質を精査している。これらが終了後、共培養を開始し、細胞同士の機能的結合を有するALS細胞モデルの構築を行う計画である。

肌萎缩性外侧硬化症（ALS）是一种进行性神经退行性疾病，其特征是颅神经和颅神经和前脊髓角中皮质运动皮质和下运动神经元（LMN）中上运动神经元（UMN）的选择性变性和丧失。这项研究旨在构建具有UMN和LMN功能结合的新ALS细胞模型，以及UMN，LMN和骨骼肌（MSC），该模型是ALS疾病特异性疾病的部位，以及UMNS和LMNS和LMNS和MSC的结合。今年，我们进行了细胞材料的准备。我们专注于ALS疾病模型细胞，ALS2型（ALS2突变），它主要是运动神经元变性，而ALS6型（FUS突变）主要是运动神经元下方的神经元变性。使用来自健康个体的诱导多能干细胞（IPSC）制备ALS2基因敲除IPS细胞系。同时，在具有相同背景的IPSC中获得了具有FUS突变的IPSC。使用这些IPSC，一种以四环素依赖性方式表达LMN的命运基因的基因盒，并且稳定表达它们的细胞被固定为池。在诱导健康个体的分化后，ALS2型和FUS型IPSC在较低的运动神经元中，分析了细胞活力，即使在分化诱导后2-3周，FUS细胞模型的细胞活力也会显着降低。另一方面，在ALS2细胞模型中维持细胞活力。当前，兴奋性神经元和骨骼肌（包括UMN）也被引入涉及分化的转录因子，并且正在检查细胞的特异性和特性。一旦完成，将启动共培养，并将构建具有功能结合的ALS细胞模型。

项目成果

筋萎縮性側索硬化症責任遺伝子NEK1およびALS2の機能的連関が神経細胞表現型に及ぼす影響

肌萎缩侧索硬化症基因 NEK1 和 ALS2 之间功能关系对神经元细胞表型的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 湯田平陽香;佐藤海;島倉健人;石川充;大友麻子;秦野伸二
• 通讯作者: 秦野伸二

SQSTM1, a protective factor of SOD1-linked motor neuron disease, regulates the accumulation and distribution of ubiquitinated protein aggregates in neuron

• DOI: 10.1016/j.neuint.2022.105364
• 发表时间: 2022-06-06
• 期刊: NEUROCHEMISTRY INTERNATIONAL
• 影响因子: 4.2
• 作者: Mitsui，Shun;Otomo，Asako;Hadano，Shinji
• 通讯作者: Hadano，Shinji