先天代謝異常症由来のiPS細胞を使い、異常表現型の解析とそのメカニズムの解明および薬物スクリーニング系の開発に向けたバリデーションデータ取得を目的とする。令和4年度は、主に、他の神経細胞誘導系の樹立、異常表現型と中間代謝物の蓄積との関係の解明、ならびに、薬剤スクリーニング系のバリデーションと遺伝子修復クローンの作成とその表現型解析を行う。
　先天代謝異常症患者のiPS細胞より神経幹細胞とこれまで誘導してきた神経細胞をは異なる種類の神経細胞を誘導する方法を樹立した。この系を用いると疾患では誘導効率が低い結果を得た。令和3年度に明らかにした細胞機能に関わる分子について中間代謝物との蓄積を調べるために正常神経細胞に外部から中間代謝物を添加し、細胞内での蓄積を確認後、候補分子の発現量を測定した。その結果、ある分子の発現が有意に変化していることが判明した。これは、細胞機能に関わる分子の発現異常が中間代謝物の蓄積によって引き起こされることを示唆している。一方、神経機能に関わる分子についても中間代謝物との蓄積により異常な発現が誘導される分子があることが明らかとなった。しかしながら、対象としたシグナルに関わる分子は調べた限り中間代謝物との蓄積では変化が見られなかった。次に、細胞死についても検討を行い、一部の疾患で正常に比べて脆弱であるとの結果を得た。また一部の疾患で予定通りスクリーニング系を確立した。遺伝子修復をした疾患iPS細胞から誘導した神経細胞ではこれまでに調べてきた異常表現型が回復することを確認した。さらに新たな疾患にて遺伝子修復iPS細胞を作成することに成功した。
計画にあった疾患iPS細胞より分化・成熟させた大脳皮質ニューロンの興奮性についてパッチクランプ法による解析を行った。評価した結果、疾患由来の細胞の興奮性が対照細胞に比べて、有意に高かった。スクリーニング系開発では、ある誘導体がヒトiPS細胞より誘導した神経幹細胞の蓄積物減少に対して効果があるかどうかを検討し、バリデーションを行った。その結果、神経幹細胞において中間代謝物蓄積を改善させる作用を有することを見出し、スクリーニング系が有効であることを確認した。以上の結果より、令和4年度の目標はすべて達成できた。