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J-GLOBAL ID：201802282251748932   整理番号：18A0282601

ヒト人工多能性幹細胞由来皮質グルタミン酸作動性ニューロンにおけるエネルギーと神経伝達物質代謝の特性評価:ヒトニューロンにおける代謝研究への新しいアプローチ【Powered by NICT】

Characterization of energy and neurotransmitter metabolism in cortical glutamatergic neurons derived from human induced pluripotent stem cells: A novel approach to study metabolism in human neurons

著者 (9件)： Aldana Blanca I. (Department of Drug Design and Pharmacology, Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen, Universitetsparken 2, 2100 Copenhagen, Denmark) ,  Zhang Yu (Department of Veterinary Clinical and Animal Sciences, Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen, Gronnegardsvej 7, 1870 Frederiksberg C, Denmark) ,  Lihme Maria Fog (Department of Drug Design and Pharmacology, Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen, Universitetsparken 2, 2100 Copenhagen, Denmark) ,  Bak Lasse K. (Department of Drug Design and Pharmacology, Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen, Universitetsparken 2, 2100 Copenhagen, Denmark) ,  Nielsen Jorgen E. (Neurogenetics Clinic & Research Lab, Danish Dementia Research Centre, Department of Neurology, Rigshospitalet, University of Copenhagen, 2100 Copenhagen, Denmark) ,  Holst Bjorn (Bioneer A/S, Kogle Alle 2, 2970 Horsholm, Denmark) ,  Hyttel Poul (Department of Veterinary Clinical and Animal Sciences, Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen, Gronnegardsvej 7, 1870 Frederiksberg C, Denmark) ,  Freude Kristine K. (Department of Veterinary Clinical and Animal Sciences, Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen, Gronnegardsvej 7, 1870 Frederiksberg C, Denmark) ,  Waagepetersen Helle S. (Department of Drug Design and Pharmacology, Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen, Universitetsparken 2, 2100 Copenhagen, Denmark)
資料名： Neurochemistry International  (Neurochemistry International)
巻： 106  ページ： 48-61  発行年： 2017年 
JST資料番号： E0890A  ISSN： 0197-0186  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 脳の細胞代謝機構の変化は,Alzheimer病のような神経変性疾患と関連している。基礎疾患機構を研究するために,新しいヒト細胞疾患モデルが不可欠である。本研究では,ヒト人工多能性幹細胞(hiPSC)から誘導されたニューロンの主要な代謝経路を特性化した。この目的のために,hiPSC由来ニューロンの培養は[U~13C]グルコース,[U-~13C]グルタミン酸または[U-~13C]グルタミンとインキュベーションした。代謝産物の同位体標識は,質量分析と結合したガスクロマトグラフィーを用いて決定した,細胞アミノ酸含量は高速液体クロマトグラフィーによって定量した。Seahorse XF~e96分析器による酸素消費の実時間評価を用いたミトコンドリア機能を評価した。さらに,モデル系としてhiPSC由来ニューロンを検証するために,マウス大脳皮質と小脳の初代ニューロン培養において並列に実行した代謝プロファイリング。これらはGABA作動性およびグルタミン酸作動性ニューロンの良く確立されたモデルとして役立つであった。hiPSC由来ニューロンは以前に前脳特異的皮質グルタミン酸作動性ニューロンであると特性化した。しかし,主にマウス皮質グルタミン酸作動性ニューロンの同程度の調製は利用できない。マウスニューロンと比較してhiPSC由来ニューロンにおける高い解糖能およびミトコンドリアトリカルボン酸(TCA)サイクルを通して酸化的代謝を見出した。この知見は培養ヒトニューロンで測定した細胞外の酸性化及び酸素消費速度によって支持された。[U-~13C]グルタミン酸と[U-~13C]グルタミンは,マウスおよびヒトの両者に由来するニューロン培養のための効率的なエネルギー基質であることが分かった。興味深いことに,[U-~13C]グルタミン酸からの代謝産物の同位体標識は,[U~13C]グルタミンからのそれよりも高かった。in vitro hiPSC由来ニューロンの代謝プロファイルはマウス皮質ニューロンのプロファイルに類似していたが,ヒトとマウスのニューロンの代謝プロファイルの間の重要な差が観察された。本研究の結果は,iPSC由来のヒトニューロンにおける細胞代謝の特徴を確立した。Copyright 2018 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【Powered by NICT】

シソーラス用語： 培養 ,  解糖 ,  酸素消費 ,  *神経伝達物質 ,  *ニューロン ,  ミトコンドリア ,  Alzheimer病 ,  病態モデル ,  高速液体クロマトグラフィー ,  質量分析 ,  代謝産物 ,  基質 ,  *ヒト ,  代謝経路
準シソーラス用語： 同位体標識 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (8件)： 小脳 ,  Cortex ,  グルコース ,  グルタミン酸 ,  グルタミン ,  hiPSC ,  ミトコンドリア ,  ニューロン

分類 (3件)： 有機化合物の各種分析  (CC08034J) ,  各種分析法一般  (CC08010X) ,  生体物質一般  (EB02010G)

タイトルに関連する用語 (10件)： ヒト ,  人工多能性幹細胞 ,  皮質 ,  グルタミン酸作動性ニューロン ,  エネルギー ,  神経伝達物質 ,  代謝 ,  特性評価 ,  ニューロン ,  研究