変異集中領域に着目した自閉スペクトラム症のリバーストランスレーショナルリサーチ

Research Project

Project/Area Number	23K07249
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	吉村武大阪大学, 大学院連合小児発達学研究科, 講師 (60402567)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	臼井紀好大阪大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (00784076) 橘雅弥大阪大学, 大学院連合小児発達学研究科, 准教授 (10722952)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000) Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000) Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords	自閉スペクトラム症 / 神経細胞 / リバーストランスレーショナルリサーチ
Outline of Research at the Start	本研究では自閉スペクトラム症家系の親子において高頻度に発見された転写因子CUX2の変異が引き起こす機能異常の解明を目指す。自閉スペクトラム症患者とその両親を対象にしたゲノムエクソーム解析によるスクリーニングにより、我々は複数のミスセンス変異が高頻度で集中している機能未知の領域をCUX2遺伝子において発見した。本研究ではヒト変異型遺伝子改変マウスを用いてCUX2変異集中領域のリバーストランスレーショナルリサーチを行い、自閉スペクトラム症家系の親子において高頻度に発見された転写因子CUX2の変異の生理的意義を分子細胞レベルおよびマウス個体レベルで解き明かす。
Outline of Annual Research Achievements	自閉スペクトラム症は、双方向の社会的コミュニケーションの持続的障害および限定された反復する行動や興味活動・感覚の特異性という特徴が１歳頃より現れる神経発達症（発達障がい）の１つである。自閉スペクトラム症の罹患率は増加傾向にあり、深刻な社会問題である。自閉スペクトラム症は生涯に渡り様々な問題が生じるが、早期に気づき、介入（療育）を行うと社会的予後が改善する。自閉スペクトラム症の病因分子メカニズムはよく分かっておらず、数値化可能な診断マーカーがなく臨床診断が難しいため、病態解明が社会的課題である。申請者らは、自閉スペクトラム症患者とその両親を対象にしたゲノムエクソーム解析によるスクリーニングを行い、複数のミスセンス変異が高頻度で集中している機能未知の領域を発見した。故に、この領域における変異は自閉スペクトラム症における脳機能異常に寄与する可能性が高いと考えた。本研究の目的は、自閉スペクトラム症家系の親子の遺伝子から高頻度に発見された変異集中領域の生理的意義を解き明かすことである。 2023年度は、培養細胞に自閉スペクトラム症患者で変異が見られた遺伝子を導入し、変異型遺伝子がコードするタンパク質を発現させて局在を検討した。野生型と比較し、変異型のタンパク質では細胞内における局在異常が観察された。また、ヒト遺伝子変異を模した遺伝子改変マウスを作製中であり、出来次第、行動解析や神経細胞の形態の観察を行う。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 2023年度中に目的の遺伝子変異の細胞内における影響を観察することができた。また、ヒト遺伝子変異を模した遺伝子改変マウスも作製中である。故に、本研究は順調に進展している。
Strategy for Future Research Activity	ヒト遺伝子変異を模した遺伝子改変マウスの戻し交配を行った後に、行動解析や脳形態の観察を行う。作製したマウスを用いて行動解析を行い、自閉スペクトラム症様の行動を示すか評価する（例えば、ソーシャルインタラクション試験を行い、社会性が低下することを観察する）。また、マウス脳切片を作製し、神経細胞の形態変化の観察を行う。細胞移動や樹状突起、スパイン形成に与える影響を観察する。これらの実験結果から、自閉スペクトラム症家系の親子の遺伝子から高頻度に発見された変異集中領域の生理的意義を明らかにする。