Research activity information

• Isogenic modeling of 1q21.1 reciprocal CNVs in human ES cells reveals divergent neurodevelopmental trajectories

  Yoshiko Nomura, Jun Nomura, Kota Tamada, Noriomi Eguchi, Kosuke Torigata, Shoichi Tokumoto, Akisa Nemoto, Toshihiko Shirafuji, Kana Yamamoto, Akitoyo Hishimoto, Hiroaki Nagase, Toru Nishikawa, Toru Takumi

  Abstract Copy number variations (CNVs) in the distal 1q21.1 region, both deletion (1q del) and duplication (1q dup) are associated with various neurodevelopmental and neuropsychiatric disorders such as autism spectrum disorder, intellectual disability, epilepsy, and schizophrenia. Besides common phenotypes, 1q del and 1q dup manifest opposite clinical phenotypes, e.g. microcephaly in 1q del and macrocephaly in 1q dup. However, molecular and cellular mechanisms underlying these phenotypes are still elusive. Here, to identify molecular mechanisms associated with neurodevelopmental phenotypes from the viewpoint of neurogenesis and neurodevelopment, we generate isogenic human ES cell (hESC) lines with reciprocal 1q21.1 CNVs using CRISPR/Cas9 system and differentiate them into 2-dimensional (2-D) neurons and neural progenitor cell (NPC) spheroids. Our study recapitulates reciprocal brain size in the NPC spheroids and shows dosage-dependent differentiation changes i.e. more GABAergic components in 1q del and more proliferative state in 1q dup. These results demonstrate that 1q21.1 CNVs dramatically affect cell fate in the early neurodevelopmental periods. This is the first isogenic cell model of human 1q21.1 CNVs, and our findings provide new insights into the underlying mechanisms of neurodevelopmental disorders.

  Oxford University Press (OUP), Dec. 2025, Human Molecular Genetics, 35(2) (2), English

  [Refereed]

  Scientific journal


• 神戸大学の学生におけるコロナ禍前後でのBMI変化の検討(第2報)

  飛松 崇子, 井口 元三, 楠田 康子, 林原 礼子, 近藤 泰子, 長尾 伸子, 大崎 絵里子, 別祖 香代, 和田 矩子, 足立 祥, 江口 典臣, 高橋 健太郎, 山本 泰司

  (公社)全国大学保健管理協会, Mar. 2024, CAMPUS HEALTH, 61(1) (1), 65 - 66, Japanese


• コロナ禍における「こころの健康相談」新規来所者の診断分類の変化について(第2報)

  林原 礼子, 足立 祥, 楠田 康子, 江口 典臣, 飛松 崇子, 高橋 健太郎, 井口 元三, 近藤 泰子, 長尾 伸子, 大崎 絵里子, 別祖 香代, 和田 矩子, 山本 泰司

  (公社)全国大学保健管理協会, Mar. 2024, CAMPUS HEALTH, 61(1) (1), 210 - 211, Japanese


• 神戸大学の学生における希死念慮の状況およびK6スコアとの関連

  山本 泰司, 足立 祥, 楠田 康子, 林原 礼子, 近藤 泰子, 長尾 伸子, 大崎 絵里子, 別祖 香代, 和田 矩子, 飛松 崇子, 高橋 健太郎, 江口 典臣, 井口 元三

  (公社)全国大学保健管理協会, Mar. 2024, CAMPUS HEALTH, 61(1) (1), 215 - 216, Japanese


• Telencephalon Organoids Derived from an Individual with ADHD Show Altered Neurodevelopment of Early Cortical Layer Structure.

  Danmeng Zhang, Noriomi Eguchi, Satoshi Okazaki, Ichiro Sora, Akitoyo Hishimoto

  Attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) is a neurodevelopmental disorder that occurs in early childhood and can persist to adulthood. It can affect many aspects of a patient's daily life, so it is necessary to explore the mechanism and pathological alterations. For this purpose, we applied induced pluripotent stem cell (iPSC)-derived telencephalon organoids to recapitulate the alterations occurring in the early cerebral cortex of ADHD patients. We found that telencephalon organoids of ADHD showed less growth of layer structures than control-derived organoids. On day 35 of differentiation, the thinner cortex layer structures of ADHD-derived organoids contained more neurons than those of control-derived organoids. Furthermore, ADHD-derived organoids showed a decrease in cell proliferation during development from day 35 to 56. On day 56 of differentiation, there was a significant difference in the proportion of symmetric and asymmetric cell division between the ADHD and control groups. In addition, we observed increased cell apoptosis in ADHD during early development. These results show alterations in the characteristics of neural stem cells and the formation of layer structures, which might indicate key roles in the pathogenesis of ADHD. Our organoids exhibit the cortical developmental alterations observed in neuroimaging studies, providing an experimental foundation for understanding the pathological mechanisms of ADHD.

  Mar. 2023, Stem cell reviews and reports, 19(5) (5), 1482 - 1491, English, International magazine

  Scientific journal

  Link to Kobe Univ. Repository (Kernel)


• ADHD患者由来の大脳皮質オルガノイドで見られた大脳皮質発達の遅延(Telencephalon organoid derived from ADHD patient showed delayed development of cerebral cortex)

  張 丹夢, 江口 典臣, 岡崎 賢志, 曽良 一郎

  日本神経精神薬理学会・日本生物学的精神医学会・日本精神薬学会, Aug. 2020, 日本神経精神薬理学会年会・日本生物学的精神医学会年会・日本精神薬学会総会・学術集会合同年会プログラム・抄録集, 50回・42回・4回, 201 - 201, English


• Self-organizing cortex generated from human iPSCs with combination of FGF2 and ambient oxygen.

  Noriomi Eguchi, Ichiro Sora, Keiko Muguruma

  Human brain development has generally been studied through the analysis of postmortem tissues because of limited access to fetal brain tissues. This approach, however, only provides information from the perspective of long-term development. To investigate the pathophysiology of neurodevelopmental disorders, it is necessary to understand the detailed mechanisms of human brain development. Recent advances in pluripotent stem cell (PSC) technologies enable us to establish in vitro brain models from human induced PSCs (hiPSCs), which can be used to examine the pathophysiological mechanisms of neurodevelopmental disorders. We previously demonstrated that self-organized cerebral tissues can be generated from human PSCs in a three-dimensional (3D) culture system. Here, we describe the cerebral tissues differentiated from hiPSCs in a further-optimized 3D culture. We found that treatment with FGF2 is helpful to form iPSC aggregates with efficiency. Neuroepithelial structures spontaneously formed with apico-basal polarity in the aggregates expressing forebrain marker FOXG1. The neuroepithelium self-forms a multilayered structure including progenitor zones (ventricular and subventricular zones) and neuronal zone (cortical plate). Furthermore, with the same level of oxygen (O2) as in ambient air (20% O2), we found that self-formation of cortical structures lasted for 70 days in culture. Thus, our optimized 3D culture for the generation of cortical structure from hiPSCs is a simple yet effective method.

  Apr. 2018, Biochemical and biophysical research communications, 498(4) (4), 729 - 735, English, International magazine

  Scientific journal

  Link to Kobe Univ. Repository (Kernel)


• Slow synaptic transmission mediated by TRPV1 channels in CA3 interneurons of the hippocampus.

  Noriomi Eguchi, Akitoyo Hishimoto, Ichiro Sora, Masahiro Mori

  Metabotropic glutamate receptors (mGluRs) modulate various neuronal functions in the central nervous system. Many studies reported that mGluRs have linkages to neuronal disorders such as schizophrenia and autism related disorders, indicating that mGluRs are involved in critical functions of the neuronal circuits. To study this possibility further, we recorded mGluR-induced synaptic responses in the interneurons of the CA3 stratum radiatum using rat hippocampal organotypic slice cultures. Electrical stimulation in the CA3 pyramidal cell layer evoked a slow inward current in the interneurons at a holding potential of -70mV in the presence of antagonists for AMPA/kainate receptors, NMDA receptors, GABAA receptors and GABAB receptors. The slow inward current was blocked in the absence of extracellular calcium, suggesting that this was a synaptic response. The slow excitatory postsynaptic current (EPSC) reversed near 0mV, reflecting an increase in a non-selective cationic conductance. The slow EPSC is mediated by group I mGluRs, as it was blocked by AP3, a group I mGluR antagonist. Neither a calcium chelator BAPTA nor a phospholipase C (PLC) inhibitor U73122 affected the slow EPSC. La(3+), a general TRP channel blocker or capsazepine, a selective TRPV1 channel antagonist significantly suppressed the slow EPSC. DHPG, a selective group I mGluRs agonist induced an inward current, which was suppressed by capsazepine. These results indicate that in the interneurons of the hippocampal CA3 stratum radiatum group I mGluRs activate TRPV1 channels independently of PLC and intracellular Ca(2+), resulting in the slow EPSC in the interneurons.

  Mar. 2016, Neuroscience letters, 616, 170 - 6, English, International magazine

  Scientific journal

• コロナ禍におけるこころの健康相談新規来所者の診断分類(第2報)

  林原 礼子, 足立 祥, 楠田 康子, 近藤 泰子, 長尾 伸子, 大崎 絵里子, 別祖 香代, 和田 矩子, 江口 典臣, 飛松 崇子, 高橋 健太郎, 井口 元三, 山本 泰司

  (公社)全国大学保健管理協会, Oct. 2023, 全国大学保健管理研究集会プログラム・抄録集, 61回(1) (1), 80 - 80, Japanese


• 【成人の注意欠如・多動性障害(ADHD)の診断と治療】 AD/HDの神経薬理学

  SORA ICHIRO, 久保有美子, 江口典臣

  (株)アークメディア, Oct. 2017, 臨床精神医学, 46(10) (10), 1269 - 1274, Japanese

  Introduction scientific journal

• 日本児童青年期精神医学会


• 日本精神神経学会

• 神経細胞とグリア細胞からなる微小環境の再現によるADHDの病態解明

  江口 典臣

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 若手研究, 神戸大学, 01 Apr. 2022 - 31 Mar. 2026


• MIFに着目した低酸素暴露と統合失調症を結ぶ分子メカニズムの解明

  岡崎 賢志, 江口 典臣, 蓬莱 政

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(C), 神戸大学, 01 Apr. 2021 - 31 Mar. 2024

  統合失調症は世界的に有病率約1%のありふれた疾患であるが、その生物学的基盤は明らかでなく、診断や治療は症状と経過に依存している。本研究の目的は、統合失調症の病態機序において、低酸素―低酸素誘導因子（HIF）―マクロファージ遊走阻止因子（MIF）経路の役割を明らかにし、治療標的やバイオマーカーとして臨床応用へ展開するための研究基盤を確立することである。 R3年度の実験としては、統合失調症患者と健常対照者の末梢血由来DNAを用いて、MIF遺伝子プロモーター領域に存在する、HIF結合部位である低酸素応答領域（HRE）に存在するSNPの多型解析を行った。その結果、このSNPのマイナーアレルが統合失調症患者群では有意に多く、リスクアレルであることを見出した。性別によるサブグループ解析を行ったところ、これらの結果は女性において男性よりも顕著であった。さらに新生仔C57BL/6マウス皮質由来アストロサイトの初代培養系を用いて、低酸素によるアストロサイトのMIF発現機構の解析を進めた。HIF活性化因子であるML228によるMIF mRNAの有意な増加を見出した。さらに低酸素処置による実験を行い、MIF mRNAとMIF蛋白が低酸素条件で有意に増加することを見出した。マウスMIF遺伝子プロモーター領域においても、ヒトMIF遺伝子と相同するHRE領域が存在する。低酸素応答におけるMIF遺伝子発現機構について、ルシフェラーゼアッセイ法を用いて、プロモーター活性に変化の解析を進めている。新生仔マウス海馬由来神経幹細胞の初代培養系も維持継続している。また患者および健常者由来iPS細胞の樹立と長期培養維持継代も継続して行っている。


• AD／HDのｉＰＳ細胞を用いた中枢神経モデルの解析

  曽良 一郎, 江口 典臣

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 神戸大学, 01 Apr. 2019 - 31 Mar. 2022

  ・iPS細胞の作成・培養：前年度までの研究計画（AD／HDのｉＰＳ細胞を用いた生物モデルの解析）において作成したAD/HD患者由来のiPS細胞を培養した。健常者由来のiPS細胞は理化学研究所バイオリソース研究センターから提供を受けた細胞を使用している。いずれの細胞も、培養を維持し実験に必要な数を得ることに成功している。実験結果の解析のためには症例数を増やすことが望まれるため、AD/HD患者のリクルートを進めている。患者と研究者のスケジュール調整を容易にするために、凍結保存した単核球からiPS細胞を作成する手法を導入し、研究協力を得やすい環境を整えるよう努めている。 ・iPS細胞からドーパミン神経細胞への分化誘導：先行研究で報告されたSDIA法を用い、健常者およびAD/HD患者由来の細胞からドーパミン神経細胞に分化誘導することに成功した。更に免疫染色によりドーパミン神経特異的な蛋白質の発現を確認し、またドーパミントランスポーターによるドーパミン取り込み能も確認した。しかしながら、PA6細胞上にiPS細胞を播種するSDIA法では神経細胞のみを分離することが困難で、またドーパミン神経の生存率がPA6細胞の状態に影響を受けるため、再現性よく実験結果を得ることが困難であった。現在、ドーパミン神経のみを効率的に得られる実験方法の確立を目指し実験を行っている。 ・iPS細胞から大脳皮質様組織への分化誘導：先行研究で報告されたSFEBq法を用い、健常者およびAD/HD患者由来の細胞から大脳皮質様組織に分化誘導することに成功した。免疫染色を用いた解析により、大脳皮質様構造の形成に差があることを見出した。今後はこの知見を更に確かなものにするため、2か月以上の長期培養での結果を解析していく。


• Modeling neurodevelopment of frontal cortex and synapse formation using schizophrenia patient-derived iPS cells.

  Noriomi Eguchi

  Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Early-Career Scientists, Kobe University, 01 Apr. 2018 - 31 Mar. 2021

  The purpose of the study is to analyze neurodevelopment and synaptogenesis of prefrontal cortex which possible cause of occurring schizophrenia. We generated induced pluripotent stem cells (iPSCs) derived from schizophrenia patients and healthy controls and induced neural tissues containing prefrontal cortex-like structures. Morphological analysis of layer structures including neural stem cells and neurons showed no significant difference between schizophrenia and control. Next, we induced dopaminergic neurons and tissues including midbrain dopaminergic neurons to investigate neurodevelopment of midbrain. We successfully obtained neurons and neural tissues, but the efficiency was not enough to analyze morphological alteration of dopaminergic neurons and neural tissues derived from schizophrenia patients. For further investigation, we need to improve the efficiency of our experimental procedures for differentiating iPSCs.