| Project/Area Number |
22K07949
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
山形 要人 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳・神経科学研究分野, 研究員 (20263262)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 秀和 立命館大学, 生命科学部, 教授 (70273638)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | 結節性硬化症 / 自閉症 |
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| Outline of Research at the Start |
結節性硬化症（TSC）の中枢神経症状として、てんかんや知的障害、自閉症が知られている。てんかんについては、mTOR阻害薬ラパマイシンの有効性が確認されているが、知的障害や自閉症に対しては無効という報告もある。私たちは、Tsc2(+/-)マウスのシナプス異常や記憶障害がRheb阻害薬投与によって改善することを報告してきた。本研究では、TSCの自閉症モデルマウスを作製し、その社会行動異常に対して、Rheb阻害薬の有効性を検討するとともに、病勢判定に資するバイオマーカーの探索を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
結節性硬化症（TSC）が高率に自閉症を合併することが知られている。私たちは、結節性硬化症モデルであるTsc2(+/-)マウスのシナプス異常や記憶障害が、Rheb阻害薬投与によって改善することを報告してきた。しかし、Tsc2(+/-)マウスは社会行動異常を示さないため、本研究にてTSCの自閉症モデルマウスを作製し、その社会行動異常に対して、Rheb阻害薬の有効性を検討し、病勢判定に資するバイオマーカーの探索も行うこととした。
これまでに、アストロサイト特異的Tsc1欠損マウスが社会行動異常を示すことを明らかにし、Rheb阻害薬の投与により、社会行動が改善することを明らかにしてきた。2024年度は、自閉症モデルマウスの脳内でどのような細胞変化が生じているかを解析した。まず、アストロサイト特異的Tsc1欠損マウスの脳切片を、GFAPに対する抗体にて免疫染色し、その蛍光強度をコントロール群と比較した。その結果、GFAPの蛍光強度がコントロール群よりTsc1欠損マウス群において有意に増強していること、さらにRheb阻害薬投与により、Tsc1欠損マウス群のGFAP染色強度がコントロール群のレベルまで低下することを見出した。次に、コントロールマウスとTsc1欠損マウスからアストロサイトを培養し、Tsc1欠損アストロサイトにおいて増加しているmRNAを探索したところ、ある細胞外タンパク質XのmRNAを同定した。そのｍRNAおよびタンパク質は、培養液へのRheb阻害薬添加により減少することから、Rhebの下流でニューロンに作用し、社会行動異常を起こす可能性が示唆された。すなわち、Tsc1(-/-)アストロサイトにおいて、Rhebの活性化がアストロサイトの活性化を引き起こし、Xを増加させることにより社会行動異常が生じる可能性が考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、TSC自閉症モデルマウスの脳内アストロサイトの変化に対して、Rheb阻害薬が抑制的に作用することを確認できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は、結節性硬化症のバイオマーカーの探索を行う。結節性硬化症の病勢を示すバイオマーカーはまだ確立されていない。中枢症状に連関するバイオマーカーが発見されれば、病状の定量的評価だけでなく、客観的な薬効評価も可能になる。そこで、本研究で確立した自閉症モデルを用いて、バイオマーカーの探索を行う。私たちは、TSCニューロンにおいてsynteninというPDZ蛋白質が増加し、シナプス異常を起こすことを報告しているが、synteninはエクソソームの分泌を制御することも報告されている。すなわち、TSCではエクソソーム中のmiRNAやタンパク質に変化が見られる可能性がある。そこで、TSC自閉症モデルの血液を採取し、その中に含まれるmiRNAの種類や量を解析し、野生型と比較する。変化が見られたmiRNAについては、モデルマウスにRheb阻害薬を投与し、野生型と同様のパターンになるかどうかも検証する。また、私たちはヒトiPS細胞のTsc2遺伝子に変異を導入し、Tsc2のヘテロおよびホモ欠損iPS細胞を作製している。その細胞を用いて、ヒトTSC細胞での検証も行う予定である。
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