Human ESC-derived serotonergic neuron subpopulations for studies of disease and high-throughput drug screening
Prosjekt
- Prosjektnummer
- 2015022
- Ansvarlig person
- Joel C. Glover
- Institusjon
- Oslo universitetssykehus HF
- Prosjektkategori
- Postdoktorstipend
- Helsekategori
- Neurological
- Forskningsaktivitet
- 1. Underpinning
Rapporter
Det er utarbeidet og forbedret en protokoll for differensiering av serotonerge nerveceller fra humane ES celler.
Det er blitt foretatt kortvarig manipulering av genekspresjon (tvungen ekspresjon av bestemte transkripsjonsfaktorer) hos humane ES celler for å skape serotonerge nerveceller av ulike subtyper.
Det er blitt foretatt en delvis karakterisering av genuttrykk hos ulike subtyper av serotonerge nerveceller (kvantitativ PCR)
Uttrykk av ulike serotoninreseptorer (5HTR) og SERT er blitt karakterisert.
Foreløpig ingen konkrete konsekvenser for helsetjenesten. Resultatene kan munne ut i fremtidig utvikling av nye medikamenter for serotonin-relaterte sykdommer.
NEI
Nerveceller fremstilt fra humane embryonale stamceller kan brukes til å studere ulike hjernesykdommer. Nerveceller som bruker signalstoffet serotonin finnes i hjernestammen og påvirker alle områder av hjernen og ryggmargen. Subpopulasjoner finnes og disse har ulike funksjoner. Derfor prøver vi å fremstille disse subpopulasjonene hver for seg.Serotonin er en svært viktig signalsubstans i hjernen, og er involvert i mange viktige funksjoner, inkludert regulering av motorikk, smerte, sinnstemning, søvn, hukommelse og andre kognitive evner. Feilregulering i serotonin-systemet ligger til grunn for en lang rekke fysiologiske og atferdmessige forstyrrelser. Blant forstyrrelsene der serotonin er implisert er smertesyndromer (deriblant migrene), motoriske forstyrrelser, søvnforstyrrelser, spiseforstyrrelser, og sinnsforstyrrelser. Defekter hos nerveceller som bruker serotonin (serotonerge nerveceller) er knyttet til et stort spekter av psykiatriske tilstander, deriblant depresjon og bipolarforstyrrelser, angst, schizofreni, ADHD og autisme. Fordi det biologiske grunnlaget for disse tilstander er vanskelig å utforske hos mennesker, og fordi det ikke finnes gode dyremodeller, er det et behov å lage cellebaserte modeller der forstyrrelser i serotonin-systemet kan etterlignes og studeres på molekylært plan. Dette prosjektet tar sikte på å fremstille humane serotonerge nerveceller som kan brukes til å studere sykdomsmekanismer som ligger bak feilregulering av serotonin-systemet. Til dette har vi tidligere skaffet flere linjer med humane embryonale stamceller (hES celler) fra Sverige og USA, og etablert en protokoll som styrer hES celler til å danne serotonerge nerveceller.
I 2016 har vi kommet noen steg videre i genmanipuleringen av hES cellene ved bruk av "CRISPR/Cas9"-mediert genomediteringteknologi. Vi har generert hES celler som uttrykker et fluorescerende apporterprotein, slik at de kan lett skilles fra andre celler. Vi jobber må med å sette dette under kontroll av en genpromotersekvens slik at det er kun etter at cellene har begynt å differensiere seg i riktig retning at det fluorescerende proteinet uttrykkes. Her har vi samarbeidet med kolleger på UiO Blindern.
Nerveceller fremstilt fra humane embryonale stamceller kan brukes til å studere ulike hjernesykdommer. Nerveceller som bruker signalstoffet serotonin finnes i hjernestammen og påvirker alle områder av hjernen og ryggmargen. Subpopulasjoner finnes og disse har ulike funksjoner. Derfor prøver vi å fremstille disse subpopulasjonene hver for seg.Serotonin er en svært viktig signalsubstans i hjernen, og er involvert i mange viktige funksjoner, inkludert regulering av motorikk, smerte, sinnstemning, søvn, hukommelse og andre kognitive evner. Feilregulering i serotonin-systemet ligger til grunn for en lang rekke fysiologiske og atferdmessige forstyrrelser. Blant forstyrrelsene der serotonin er implisert er smertesyndromer (deriblant migrene), motoriske forstyrrelser, søvnforstyrrelser, spiseforstyrrelser, og sinnsforstyrrelser. Defekter hos nerveceller som bruker serotonin (serotonerge nerveceller) er knyttet til et stort spekter av psykiatriske tilstander, deriblant depresjon og bipolarforstyrrelser, angst, schizofreni, ADHD og autisme. Fordi det biologiske grunnlaget for disse tilstander er vanskelig å utforske hos mennesker, og fordi det ikke finnes gode dyremodeller, er det et behov å lage cellebaserte modeller der forstyrrelser i serotonin-systemet kan etterlignes og studeres på molekylært plan. Dette prosjektet tar sikte på å fremstille humane serotonerge nerveceller som kan brukes til å studere sykdomsmekanismer som ligger bak feilregulering av serotonin-systemet. Til dette har vi tidligere skaffet flere linjer med humane embryonale stamceller (hES celler) fra Sverige og USA, og etablert en protokoll som styrer hES celler til å danne serotonerge nerveceller.
I 2015 har vi begynt å jobbe med genmanipulering av hES celler slik at vi kan tvinge dem til å uttrykke gener som styrer differensieringen til ulike subpopulasjoner av serotonerge nerveceller. Til dette bruker vi den nye "CRISPR/Cas9"-teknologien, som for første gang har gjørt det mulig å genmanipulere humane embryonale stamceller på en målrettet og pålitelig måte. I denne forbindelsen har vi igangsatt et samarbeid med en forskningsgruppe i USA (Su-Chun Zhang, University of Wisconsin), som er også interessert i å fremstille ulike subpopulasjoner av serotonerge nerveceller.
Deltagere
- Athina Samara Forsker (annen finansiering)
- Joel Glover Prosjektleder
- Athina Samara Forsker (annen finansiering)
eRapport er utarbeidet av Sølvi Lerfald og Reidar Thorstensen, Regionalt kompetansesenter for klinisk forskning, Helse Vest RHF, og videreutvikles av de fire RHF-ene i fellesskap, med støtte fra Helse Vest IKT
Alle henvendelser rettes til eRapport