Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
単一遺伝子異常で発達障害の症状をきたす症候群の原因遺伝子は、タンパク質の発現や分解に関連していることが多い。ゆえに、タンパク質の量的制御や細胞内局在・動態の異常が発達障害の病態に関わっている可能性がありながらも、各症候群におけるタンパク質の発現や動態は、未だよくわかっていない。そこで本研究では、脳でのゲノム編集技術を駆使して、まず、マウスの生体脳で疾患細胞モデルをモザイク状に作り出す技術を開発する。その上で、同一組織中の疾患モデル細胞と対象細胞で標的タンパク質の発現や動態を網羅的かつ高精度に観察比較し、発達障害の分子メカニズムに迫る。
本研究は、単一遺伝子異常で発達障害の症状をきたす症候群を対象に、マウスを動物モデルに使って、タンパク質の量的制御、細胞内局在・動態の情報を網羅的に収集することを目的とした。そのために、SLENDR法およびvSLENDR法 (Mikuni et al., Cell 2016; Nishiyama*, Mikuni* et al., Neuron 2017) を駆使して、マウスの生体脳内で疾患細胞モデルをモザイク状に作り出し、その細胞モザイク下で内在性タンパク質の細胞内局在や動態のイメージングをハイスループットに行う方法を確立した。さらに、様々な対象タンパク質の発現量や細胞内局在をイメージング解析できるようにした。具体的には、子宮内電気穿孔法を使うSLENDR法、またはアデノ随伴ウイルスベクターを使うvSLENDR法を用いて、マウス大脳皮質の2/3層の錐体細胞で疾患遺伝子モデリングと標的タンパク質の可視化を行った。対象タンパク質は、シナプス機能や細胞内シグナル伝達に関わる様々なタンパク質で、本研究期間に数十種類のタンパク質を可視化できるようにした。共焦点顕微鏡や二光子顕微鏡を用いて、固定脳スライスおよび培養スライスでのイメージング、個体でのin vivoイメージングを行い、標的タンパク質の定量的イメージング解析を行った。これらの研究により、生体脳内での発達障害細胞モデリングとハイスループットな分子イメージング解析が可能となり、発達障害の病態解明のための新たなアプローチが確立され、このアプローチを使って様々な分子の細胞内局在・動態の情報を収集した。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2020 2019
All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results, Peer Reviewed: 3 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 6 results)
European Journal of Neuroscience
Volume: in press Issue: 8 Pages: 6902-6911
10.1111/ejn.14734
Volume Microscopy
Volume: 155 Pages: 121-149
10.1007/978-1-0716-0691-9_7
Neuroscience Research
Volume: 150 Pages: 2-7
10.1016/j.neures.2019.04.007
