TOPEducational Lecture
 
Educational Lecture 2
教育講演2
EL2-1
Self-organized formation of neural organoids from stem cells
多細胞の自己組織化を利用した神経オルガノイド形成

Eiraku Mototsugu(永樂 元次)
Institute for Frontier Life and Medical Sciences

In vitro generation of functional organ with complex structure is a major challenge of cell biology and developmental biology. Toward this goal, it is a reasonable strategy to recapitulate the ontogeny that is the most efficient and robust process for organogenesis acquired through evolution. In the last few decades, molecular aspects concerning the vertebrate body plan and organogenesis have been actively studied. These efforts have unveiled the key molecules and the molecular cascades involving in the vertebrate organogenesis. We have aimed to clarify molecular and cellular mechanisms underlying organogenesis, and to develop new technologies for in vitro recapitulation, that is, formation of functional organ-like tissue (organoids) from stem cells. We have previously established efficient three-dimensional cultures for generation of mouse and human ES/iPS cell-derived brain and retinal tissue as well as other ectoderm-derived tissues. Based on our past achievements in 3D tissue formations from pluripotent stem cells, we have been attempting to extend our limit of understanding for self-organization phenomena in neural development and advance the culture technology for generation of more complex tissues from ES/iPS cells in a more robust manner. I will talk about recent advances in self-organized formation of neural and non-neural tissues in a dish, and discuss its applications for a future regenerative medicine and drug screening for treatment of neural pathology.
EL2-2
Treatment of Alzheimer's disease: Current situation and prospect
アルツハイマー病の治療:現状と展望

Ono Kenjiro(小野 賢二郎)
Dept. of Neurol., Showa Univ. Sch. of Med.

Alzheimer disease (AD) is the most common type of dementia, and is currently incurable. The efficacy of existing treatments for AD such as acetylcholinesterase inhibitors is limited to symptom improvement. Research on disease-modifying therapies (DMTs) has conventionally focused on amelioration of CNS pathogenesis. AD is characterized by the accumulation of amyloid plaques formed by the amyloid β-protein (Aβ), a 40-42 amino acid peptide and neurofibrillary tangles, composed of paired helical filaments, the principal component of which is tau. Aβ is the primary component of amyloid plaques, and has been suggested to be responsible for the pathogenesis of AD (amyloid hypothesis). Aβ molecules tend to aggregates to form oligomers, protofibrils (PF), and Aβ fibrils. Although these Aβ aggregates may cause neuronal injury, recent evidence supports the hypothesis that intermediate aggregates of Aβ, such as PF and oligomers play a seminal role in AD (oligomer hypothesis). Thus, the inhibition of the oligomerization of Aβ has been suggested as a possible therapeutic target for the fundamental treatment of AD. Recently, we found that various compounds such as wine-related polyphenols and rifampicin inhibited the Aβ oligomerizaition and reduced neuronal and synaptic toxicities in vitro and in vivo. We summarize here recent efforts to produce DMTs targeting Aβ.
EL2-3
Cognitive impairment in psychiatric illnesses
精神疾患の認知機能障害

Nakagome Kazuyuki(中込 和幸)
National Center of Neurology and Psychiatry, Kodaira, Tokyo, Japan

統合失調症の社会機能、社会的転帰に認知機能障害が大きな影響を及ぼすことはよく知られており、米国ではコプライマリーエンドポイントとともに臨床試験のアウトカム指標として認められている。そのため、統合失調症の認知機能障害を改善する薬剤の開発がさかんに進められているが、残念ながらいまだ承認に至った薬剤はない。一方、心理社会的治療として、認知機能リハビリテーションは認知機能に対して有効であるばかりでなく、とくにその他の心理社会的治療と組み合わせることによって、社会機能にも改善効果を示すことから注目されている。その特徴は、脳の神経可塑性を利用して、脳機能を活性化し、認知機能の改善をもたらす点にあり、その他のリハビリテーションと異なる作用点を持つと考えられる。したがって、それらと組み合わせることによって相加的な効果が期待されるわけである。一方、認知機能障害は統合失調症に特異的な症候ではない。精神疾患は操作的診断基準をもとに、いわば無理やりカテゴリカルに分類されてきた経緯もあって、診断間での重なりは少なくない。統合失調症と双極性障害の間では、脳形態変化、細胞、分子レベル、遺伝的脆弱性のいずれの点からみても、共通点や重なりが少なからずみられる。一部の研究者はDSM5の作成過程で、統合失調症の診断基準に認知機能障害を含めようと考えた。その際、双極性障害における認知機能障害とは、重症度(より重症)、縦断的経過(より早期に出現)、臨床症状(精神病症状)と関連が乏しい点で区別できると主張した。しかし、双極性障害では全体的重症度は軽度であるが、気分症状とは必ずしも相関せず寛解期でも残存すること、また一部の患者については、重症度もその認知機能障害プロフィールも統合失調症と重なること、さらには発達早期から認知機能障害を認める一群がいることも示され、必ずしも両診断を認知機能障害の側面から区別化することは困難であることがわかった。認知機能障害をはじめとする特徴的な症候については、診断間で重なりがみられることが多く、症候に注目した病態研究および薬物の開発が診断を超えて行われることが有用と考えられる。