Pathophysiological mechanisms of epilepsies caused by KCNQ2 gene abnormalities
| Project/Area Number |
23K24310
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| Project/Area Number (Other) |
22H03049 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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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 | Institute for Developmental Research Aichi Developmental Disability Center |
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Principal Investigator |
永田 浩一 愛知県医療療育総合センター発達障害研究所, 分子病態研究部, 部長 (50252143)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
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| Keywords | KCNQ2 / 良性家族性てんかん / てんかん性脳症 / マウスモデル / てんかん脳症 / 変異マウス / 発達性てんかん性脳症 / イオンチャネル |
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| Outline of Research at the Start |
KCNQ2は中枢神経系で電位依存性K+チャネルとして機能する。興味深いことに、KCNQ2は良性家族性新生児てんかん(BFNE)、および、発達性てんかん性脳症 (DEE）の両方の責任遺伝子である。注目すべきは、213番目のArg(R)がTrp(W)に変化すればBFNE、Gln(Q)に変化すればDEEという、全く予後が異なる病態を発症することである。そこで本研究では、KCNQ2-R213Wおよび-R213Q変異マウスを作出し、それぞれBFNEとDEEのモデルとして解析し、これらの臨床像の差を決定する分子病態を解明することで、DEEの病態形成メカニズムの本質に迫ることを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）iGONAD法によるKCNQ2-R213Qおよび-R213Wノックイン・マウス作出:iGONAD法は、CRISPR/Cas9系に関連したRNA（Cas9 mRNAとsgRNA）を、受精卵を有する妊娠マウスの卵管に注入し、その卵管全体に直接in vivo電気穿孔法を実施することでゲノム編集マウスを作出する実験法である。この技術を既に導入・運用しており、KCNQ2-R213Qおよび-R213Wノックイン(KI)マウスの作出を完了した。
２）KIマウス大脳の固定切片観察：KCNQ2-R213Q変異について、神経細胞の形態・移動に果たす役割を検証した。具体的には、子宮内電気穿孔法を用いて、胎生14日の KCNQ2-R213QのKIマウス大脳にGFPを導入して神経細胞をラベルした。導入後、遺伝子異常の結果として起こる神経細胞の移動・形態の変化を、共焦点レーザー顕微鏡で解析した。その結果、発生期の大脳皮質神経細胞の移動が障害されていることが確認された。
３）KIモデルマウスを用いた電気生理実験：KCNQ2-R213QのKIマウスの大脳皮質スライスを作成し、電気生理学的に興奮性神経細胞機能の解析（活動電位、誘発電位、NMDA/AMPA受容体機能）を行っている。その結果、興奮性神経細胞の興奮性が増大してることが示された。
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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
iGONAD法によるKCNQ2-R213Qおよび-R213Wノックイン・マウスの作出に成功し、継代を重ねているから。その過程で、形態学的・電気生理学的に有意な表現型が得られているから。
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| Strategy for Future Research Activity |
KCNQ2-R213Qおよび-R213Wノックイン・マウスをモデルとして、良性家族性てんかんとてんかん性脳症の病態メカニズムの違いを解明してゆきたい。併せて、DEEの新規治療の標的となるシグナル経路・分子の同定を目指したい。
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Report
(1 results)
Research Products
(10 results)
