Rab11A遺伝子変異に起因する知的障害の病態解明

• Project/Area Number: 22K15912
• 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: 常浦 祐未 愛知県医療療育総合センター発達障害研究所, 細胞病態研究部, リサーチレジデント (80907858)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 知的障害 / 発達障害 / 神経発達 / 小胞輸送 / RAB11A / Rab11A

Outline of Research at the Start

小胞輸送の制御因子Rab11Aの遺伝子変異は、大脳白質減少・脳梁低形成を伴う知的障害の原因となる。しかし、Rab11Aが神経発達過程に果たす役割は未だに不明な点が多く、Rab11A遺伝子変異による知的障害の分子病態機構はこれまで全く検証されていない。そこで本研究では、神経発達におけるRab11Aの機能と、疾患変異型Rab11Aが神経機能に与える影響を解析し、Rab11A遺伝子変異による知的障害の分子病態機構を明らかにすることを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

今年度は、抗RAB11Aモノクローナル抗体作製と疾患関連RAB11Aの機能解析を中心に実施した。まず、昨年度に引き続き抗RAB11Aモノクローナル抗体作製を行い、ノックアウト・ノックダウンサンプルを用いた特異性評価ならびにマウス脳組織・初代培養神経細胞の免疫染色の条件検討を行った。また、疾患関連RAB11A（K13N、K24R、R82CおよびS154L）の生化学的解析および神経系細胞の形態に及ぼす影響を検討した。生化学的解析では、RAB11A-K24RおよびS154Lは野生型(WT)と比較してGTPase活性が低下することが分かった。また、RAB11A-K13N、K24RおよびS154Lはエフェクター分子（FIP2およびFIP3）との相互作用が著しく低下した。さらに、細胞形態解析では、各種疾患関連RAB11AはWTが示す神経細胞の軸索・樹状突起の伸長促進作用は有さないが、伸長阻害作用も有さないことが分かった。一方で、培養オリゴデンドロサイトでは各種疾患関連RAB11Aの強制発現によって細胞突起形成不良が引き起こされたが、その表現型（細胞突起の長さ・分岐数、ミエリン様膜の有無）は多型によって異なっていた。以上の結果から、疾患関連RAB11Aは神経細胞よりオリゴデンドロサイトで病的作用を発揮していることが示された。本研究結果は、RAB11A遺伝子多型による神経発達障害・知的障害の分子病態機構を理解する上で重要な知見であると考える。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

疾患関連RAB11A（R33P）の機能解析に関する原著論文を出版した。また、他の多型についても解析を進めており着実に研究成果を得ている。抗RAB11Aモノクローナル抗体はRAB11Aに対する特異性を確認できたため、免疫染色の条件最適化を進めている。

Strategy for Future Research Activity

作製した抗RAB11Aモノクローナル抗体を用いてマウス脳組織・初代培養神経細胞の免疫染色を行い、RAB11A発現分布を明らかにする。また、脳内インジェクションによりAAVベクターを投与することで疾患関連RAB11Aを強制発現させ、髄鞘化などの神経機能に及ぼす影響をin vivoで解析する予定である。

Research Products

• [Journal Article] A Novel Constitutively Active c.98G>C, p.(R33P) Variant in RAB11A Associated with Intellectual Disability Promotes Neuritogenesis and Affects Oligodendroglial Arborization (2023)
  • Author(s): Yumi Tsuneura, Taeko Kawai, Keitaro Yamada, Shintaro Aoki, Mitsuko Nakashima, Shima Eda, Tohru Matsuki, Masashi Nishikawa, Koh-ichi Nagata, Yasushi Enokido, Hirotomo Saitsu, Atsuo Nakayama
  • Journal Title: Human Mutation Volume: 2023 Pages: 8126544-8126544
  • DOI: 10.1155/2023/8126544
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 神経発達障害・知的障害患者から同定されたRAB11A遺伝子多型が神経形態に与える影響 (2023)
  • Author(s): 常浦祐未, 松木亨, 榎戸靖, 稲村直子, 河合妙子, 江田志磨, 中山敦雄
  • Organizer: 日本組織培養学会 第95回大会