研究内容

 

 

 筋委縮側索硬化症(ALS)やアルツハイマーなどの神経疾患は原因不明で決定的な治療法も不明という難病中の難病である。ALSについては、SOD1, TDP43, FUS, DAO, ADAR2などの変異たんぱく質の関与が明らかとなりこれらのたんぱく質を遺伝子操作したモデルマウスも開発されているが、必ずしも疾患を忠実に反映していないため疾患の原因解明や治療法の開発に十分なモデルとなっていない。

 

 In vitro 神経細胞ネットワークはiPS細胞技術の出現により、疾患モデル構築という観点から特別な重要性を帯びることとなった。すなわち患者の体細胞からその患者の神経細胞に分化することにより、患者固有の神経細胞ネットワークを構築することが可能であり、現在まだそのようにして作成した神経細胞ネットワークが疾患とどのように関係しているかは不明であるが、マウスでは不可能な、より忠実な疾患モデルを構築できる可能性を秘めている。

 

 

 

1-1.ピペットパッチクランプ法

1-2. 多チャンネルプレーナーパッチクランプ

 

                 我々はプレーナーパッチクランプ(図1−2)により神経細胞からのイオンチャンネル電流計測に最近成功した(図2)ことから、パッチクランプ技術を基盤とする神経細胞ネットワークのハイスループットスクリーニング素子の開発を進めている。

 

 

 

2. 神経細胞の自己発火によるシナプスを介した細胞間電流記録結果

 

 

 光受容体イオンチャンネル(channelrhodopsine)の利用によりレーザー刺激による高い時間空間分解での活動電位の発生、iPS技術の利用(図3)により患者固有の疾患モデルの開発、プレーナー技術の特徴を生かしたチャンネルとイメージングの同時計測などの特徴を持った素子(図4)の開発を進めている。

 

 

 

3. 患者の体細胞を採取し、iPS細胞株を樹立。さらにiPS細胞から神経細胞に分化し、脳神経疾患に関し、患者固有の疾患モデルを構築することをめざす。

 

 

 

4. 現在開発を進めている神経細胞ネットワークハイスループットスクリーニング素子。チャンネル電流計測とイメージングが同時にできる。