線虫を用いたCNOT2遺伝子の正常神経発生における役割解明

Research Project

Project/Area Number	20K16866
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
Research Institution	Institute for Developmental Research Aichi Developmental Disability Center
Principal Investigator	上原朋子愛知県医療療育総合センター発達障害研究所, 遺伝子医療研究部, 客員研究員 (30767124)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000) Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords	CNOT2 / 機能解析 / 培養細胞 / モデルマウス / 先天異常症候群 / 知的障害 / 細胞内伝達系 / C.elegans / Caenorhabditis elegans / ntl-2 / CCR4-NOT複合体 / 知的障害症候群
Outline of Research at the Start	本研究の目的はCNOT2遺伝子の正常の神経発生における役割を明らかにすることである。CNOT2の機能低下によって人の知的障害症候群が起こることから、CNOT2 は胎児期におけるヒトの正常神経発生過程において重要な機能を有することが示唆される。モデル生物である線虫（C.elegans）を用いて解析を行う。本研究によって、ヒトの神経発生過程における神経回路形成やシナプス形成などの複雑な仕組みの解明につながる。
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、新規の知的障害症候群の原因であるCNOT2遺伝子の機能不全により生じる病態について解明し、CNOT2 の正常神経発生における役割の解明を目指している。複雑な神経回路を有するヒトで、その詳細を研究することは極めて困難である。そのため、ヒトの神経発生等の研究に適しているモデル生物である C.elegans を用いて研究を行う予定であった。 C.elegansにおけるCNOT2ホモログであるntl-2遺伝子の発現パターンを調べて組織ごとのプロモーターを同定し、組織特異的にntl-2遺伝子発現を欠失させたモデル生物を作製する方針であった。しかしながら複数回実験したが、ntl-2遺伝子の組織毎のプロモーターの同定は困難であった。そのため方針変更せざるを得ず、培養細胞およびモデルマウスを用いて解析を行うこととした。 Hela細胞に野生型CNOT2と変異型CNOT2をそれぞれ導入したところ、変異型CNOT2でもタンパクとしては発現している事が確認された。機能喪失である可能性が考えられるため、現在検討中である。また、変異体モデルマウスが作製できたので、マウスを用いての機能解析も実施予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason CNOT2遺伝子の正常神経発生における役割解明を行うための研究を進めている。コンストラクトを作製し、培養細胞に導入し、タンパクとしての発現を確認した。また、モデルマウスも作製した。コロナ禍のため、予定していた実験計画からはやや遅れている。
Strategy for Future Research Activity	これまでに、Hela細胞に野生型CNOT2と変異型CNOT2をそれぞれ導入したところ、変異型CNOT2でもタンパクとして発現している事が確認された。これにより、患者で確認されたCNOT2変異は機能喪失型変異である可能性が考えられた。今後は表現型の確認を行なっていく。変異体モデルマウスが作製できた。マウスを用いて表現型を解析していく。具体的には身体サイズ、脳の形態異常、行動異常などについて検討していく。これらの結果をもとに神経回路内でのCNOT2の役割について考察する。モデルマウスの表現型と患者での表現型についても比較検討を行えたらと考えている。