経歴

2018年8月 - 現在	名古屋市立大学 医学研究科細胞生化学分野 講師
2015年1月 - 2018年7月	テキサス大学サウスウエスタン校 メディカルセンター 細胞生物学部 アシスタントインストラクター
2011年8月 - 2014年12月	テキサス大学サウスウエスタン校 メディカルセンター ポスドク
2010年4月 - 2011年7月	バーモント大学大学院 医学部 ポスドク
2005年8月 - 2010年5月	バーモント大学大学院 医学部 解剖学神経科学科
2002年4月 - 2004年3月	兵庫県立大学大学院 理学部 生命科学科
1998年4月 - 2002年3月	兵庫県立大学 理学部 生命科学科

研究目的

 私たちの研究目的は、神経幹細胞を制御する分子生物学的メカニズムを解明することです。神経幹細胞は、脳にある様々な細胞を作り出すことができる細胞です。神経幹細胞に異常があると、神経発達障害やがんなどのさまざまな脳疾患が引き起こされます。どのようなメカニズムで、神経幹細胞が正常に制御されているのかはよくわかっていません。私たちは、一次繊毛と呼ばれる細胞小器官に着目し、神経幹細胞の制御メカニズムを解明することを目指しています。

• 一次繊毛はアンテナとして機能する細胞小器官

 一次繊毛は、私たちの体のほとんどの細胞に存在するアンテナ状の細胞小器官です。細胞小器官とは、細胞の中で専門的な役割を持つ工場のようなものです。一次繊毛には、豊富な受容体が存在するため、細胞外シグナルを受け取るために特化した細胞小器官として機能しています。一次繊毛の形成と機能の異常は、一般的に「繊毛病」と呼ばれる疾患群の原因となります。繊毛病の症状は、知的障害、腎嚢胞、内臓逆位、多指症、髄芽腫、網膜色素変性症など、組織によって異なり、多岐にわたります。様々な症状の中で、私たちは脳の疾患に着目しています。脳の発達過程において、一次繊毛シグナル伝達経路が、神経幹細胞の機能をどのように制御しているのかを解明しています。

• 脳オルガノイドを用いた神経幹細胞の解析

 神経幹細胞の研究をするために、私たちは、近年開発された「脳オルガノイドモデル」と呼ばれる培養法に着目しました。脳オルガノイドモデルとは、ヒトiPS細胞から作成するミニ臓器の培養法のことです。脳オルガノイドは生体内と似た環境を持つため、実験モデルとして世界中で使用されています。脳オルガノイドは培養モデルですので、iPS細胞から作成することが可能で、遺伝子操作やライブイメージングなど、従来では時間のかかった実験手法を用いることが可能です。これらの手法を用いて、神経幹細胞がどのように脳構築に影響を及ぶすのか、そしてどのような原因で様々な疾患を引き起こすのかを研究しています。

• 現在進行中の研究

 1. 一次繊毛が、iPS細胞由来の神経幹細胞を制御するメカニズムの解明

 2. 一次繊毛が、iPS細胞由来の脳オルガノイドの成熟を制御するメカニズムの解明

 3. 一次繊毛が、小児脳がんを制御するメカニズムの解明

論文

• Nakamura Y, Shimada IS, Maroofian R, Falabella M, Zaki MS, Fujimoto M, Sato E, Takase H, Aoki S, Miyauchi A, Koshimizu E, Miyatake S, Arioka Y, Honda M, Higashi T, Miya F, Okubo Y, Ogawa I, Scardamaglia A, Miryounesi M, Alijanpour S, Ahmadabadi F, Herkenrath P, Dafsari HS, Velmans C, Al Balwi M, Vitobello A, Denommé-Pichon AS, Jeanne M, Civit A, Abdel-Hamid MS, Naderi H, Darvish H, Bakhtiari S, Kruer MC, Carroll CJ, Ghayoor Karimiani E, Khailany RA, Abdulqadir TA, Ozaslan M, Bauer P, Zifarelli G, Seifi T, Zamani M, Al Alam C, Alvi JR, Sultan T, Efthymiou S, Pope SAS, Haginoya K, Matsunaga T, Osaka H, Matsumoto N, Ozaki N, Ohkawa Y, Oki S, Tsunoda T, Pitceathly RDS, Taketomi Y, Houlden H, Murakami M, Kato Y, Saitoh S.
  Biallelic null variants in PNPLA8 cause microcephaly by reducing the number of basal radial glia.
  Brain, 2024 Nov 4;147(11):3949-3967.

• Earwood R, Ninomiya H, Wang H, Shimada IS, Stroud M, Perez D, Uuganbayar U, Yamada C, Akiyama-Miyoshi T, Stefanovic B, Kato Y.
  The binding of LARP6 and DNAAF6 in biomolecular condensates influences ciliogenesis of multiciliated cells.
  Journal of Biological Chemistry, 2024 Jun;300(6):107373.

• Shimada IS, Kato Y.
  Ciliary signaling in stem cells in health and disease: Hedgehog pathway and beyond.
  Seminars in Cell and Developmental Biology, 2022 Apr 21;S1084-9521(22)00135-5.

• Shimada IS, Somatilaka BN, Hwang SH, Anderson AG, Shelton JM, Rajaram V, Konopka G, Mukhopadhyay S.
  Derepression of sonic hedgehog signaling upon Gpr161 deletion unravels forebrain and ventricular abnormalities.
  Developmental Biology, 2019 Jun 1;450(1):47-62.

• Shimada IS, Hwang SH, Somatilaka BN, Wang X, Skowron P, Kim J, Kim M, Shelton JM, Rajaram V, Xuan Z, Taylor MD, Mukhopadhyay S.
  Basal Suppression of the Sonic Hedgehog Pathway by the G-Protein-Coupled Receptor Gpr161 Restricts Medulloblastoma Pathogenesis.
  Cell Reports, 2018 Jan 30;22(5):1169-1184.

• Shimada IS, Acar M, Burgess RJ, Zhao Z, Morrison SJ.
  Prdm16 is required for the maintenance of neural stem cells in the postnatal forebrain and their differentiation into ependymal cells.
  Genes & development, 2017 Jun;31(11):1134-1146

• Shimada IS, Badgandi H, Somatilaka BN, Mukhopadhyay S.
  Using Primary Neurosphere Cultures to Study Primary Cilia.
  Journal of visualized experiments : JoVE, 2017 Apr;(122)

• Badgandi HB, Hwang SH, Shimada IS, Loriot E, Mukhopadhyay S.
  Tubby family proteins are adapters for ciliary trafficking of integral membrane proteins.
  The Journal of cell biology, 2017 Mar;216(3):743-760

• Shimada IS, Mukhopadhyay S.
  G-protein-coupled receptor signaling and neural tube closure defects.
  Birth defects research, 2017 Jan;109(2):129-139

• Mukhopadhyay S, Badgandi HB, Hwang SH, Somatilaka B, Shimada IS, Pal K.
  Trafficking to the primary cilium membrane.
  Molecular biology of the cell, 2017 Jan;28(2):233-239

• Yue R, Zhou BO, Shimada IS, Zhao Z, Morrison SJ.
  Leptin Receptor Promotes Adipogenesis and Reduces Osteogenesis by Regulating Mesenchymal Stromal Cells in Adult Bone Marrow.
  Cell stem cell, 2016 Jun;18(6):782-796

• LeComte MD, Shimada IS, Sherwin C, Spees JL.
  Notch1-STAT3-ETBR signaling axis controls reactive astrocyte proliferation after brain injury.
  Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2015 Jul;112(28):8726-8731

• Shimada IS, LeComte MD, Granger JC, Quinlan NJ, Spees JL.
  Self-renewal and differentiation of reactive astrocyte-derived neural stem/progenitor cells isolated from the cortical peri-infarct area after stroke.
  The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience, 2012 Jun;32(23):7926-7940

• Shimada IS, Borders A, Aronshtam A, Spees JL.
  Proliferating reactive astrocytes are regulated by Notch-1 in the peri-infarct area after stroke.
  Stroke, 2011 Nov;42(11):3231-3237

• Bakondi B, Shimada IS, Peterson BM, Spees JL.
  SDF-1α secreted by human CD133-derived multipotent stromal cells promotes neural progenitor cell survival through CXCR7.
  Stem cells and development, 2011 Jun;20(6):1021-1029

• Shimada IS, Spees JL.
  Stem and progenitor cells for neurological repair: minor issues, major hurdles, and exciting opportunities for paracrine-based therapeutics.
  Journal of cellular biochemistry, 2011 Feb;112(2):374-380

• Shimada IS, Peterson BM, Spees JL.
  Isolation of locally derived stem/progenitor cells from the peri-infarct area that do not migrate from the lateral ventricle after cortical stroke.
  Stroke, 2010 Sep;41(9):e552-60

• Bakondi B, Shimada IS, Perry A, Munoz JR, Ylostalo J, Howard AB, Gregory CA, Spees JL.
  CD133 identifies a human bone marrow stem/progenitor cell sub-population with a repertoire of secreted factors that protect against stroke.
  Molecular therapy : the journal of the American Society of Gene Therapy, 2009 Nov;17(11):1938-1947

• Fraley GS, Scarlett JM, Shimada I, Teklemichael DN, Acohido BV, Clifton DK, Steiner RA.
  Effects of diabetes and insulin on the expression of galanin-like peptide in the hypothalamus of the rat.
  Diabetes, 2004 May;53(5):1237-1242

• Kusakabe T, Mishima S, Shimada I, Kitajima Y, Tsuda M.
  Structure, expression, and cluster organization of genes encoding gonadotropin-releasing hormone receptors found in the neural complex of the ascidian Ciona intestinalis.
  Gene, 2003 Dec;322:77-84

• Fraley GS, Shimada I, Baumgartner JW, Clifton DK, Steiner RA.
  Differential patterns of Fos induction in the hypothalamus of the rat following central injections of galanin-like peptide and galanin.
  Endocrinology, 2003 Apr;144(4):1143-1146