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Treatment of X-linked neurological diseases by re-opening the neurodevelopmental plasticity through X chromosome reactivation

Publicly Offered Research

Project AreaInducing lifelong plasticity (iPlasticity) by brain rejuvenation: elucidation and manipulation of critical period mechanisms
Project/Area Number 21H05685
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (III)
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

森 琢磨  信州大学, 学術研究院医学系, 助教 (70545798)

Project Period (FY) 2021-09-10 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords小脳低形成 / X染色体不活性化 / CASK / X染色体再活性化 / シナプスバランス異常 / 小児てんかん性脳症
Outline of Research at the Start

薬理学的手法およびゲノム編集法を応用してX染色体不活性化を解除することによって、染色体状態を活性化状態に戻す。活性化状態が不活性化状態に偏移する過程を可塑性ととらえ、その状態を逆転させることで、染色体の可塑性を再開させるという、新しい概念に基づく治療法の開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

CASK flox マウスを用いた小脳顆粒細胞培養システムを、小脳低形成のin vitroモデル系として確立した。このシステムでは、Cre 依存的な方法で CASK をノックアウトすることができる。マウスの小脳顆粒細胞の初代培養において、CASK 遺伝子をノックアウトするために Cre recombinase を発現するレンチウイルスベクターを接種した。その結果、対照実験で用いたGFPを発現するウイルスベクターとは異なり、Cre recombinaseを導入することで、小脳顆粒細胞でアポトーシスが誘導されることが示された。また、この CASK ノックアウトによるアポトーシスは、CASK 遺伝子の補完的な発現によって抑制されることが明らかになった。以上の結果により、CASK 遺伝子の発現が小脳顆粒細胞の生存に必要であることが示唆された。
CASK は複数の機能ドメインから構成されていることが知られており、本研究では、さらに、各機能ドメインを欠失した CASK ミュータントが小脳顆粒細胞アポトーシスに及ぼす抑制効果を詳細に調査した。その結果、CASK の CaMK ドメイン、PDZ ドメイン、SH3 ドメインが関与していることが明らかとなった。これらのCASK機能ドメインは、小脳低形成患者において見られるミスセンス変異が分布している領域であり、小脳形成においてこれらの CASK 遺伝子領域が重要であることが示唆された。
また、X染色体不活性化によるCASKのモザイク発現が小脳形成に与える影響を明らかにするために、CASKヘテロ欠損マウスの脳組織を解析したところ、小脳の顆粒細胞がCASK発現依存的であることが確認された。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Strathclyde(英国)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] An Epilepsy-Associated Mutation of Salt-Inducible Kinase 1 Increases the Susceptibility to Epileptic Seizures and Interferes with Adrenocorticotropic Hormone Therapy for Infantile Spasms in Mice2022

    • Author(s)
      Pang Bo、Mori Takuma、Badawi Moataz、Zhou Mengyun、Guo Qi、Suzuki-Kouyama Emi、Yanagawa Toru、Shirai Yoshinori、Tabuchi Katsuhiko
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 14 Pages: 7927-7927

    • DOI

      10.3390/ijms23147927

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] IQSEC3 Deletion Impairs Fear Memory Through Upregulation of Ribosomal S6K1 Signaling in the Hippocampus2022

    • Author(s)
      Kim D.、Jung H.、Shirai Y.、Kim H.、Kim J.、Lim D.、Mori T. 他20名
    • Journal Title

      Biological Psychiatry

      Volume: 91 Issue: 9 Pages: 821-831

    • DOI

      10.1016/j.biopsych.2021.12.016

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] IQSEC2 Deficiency Results in Abnormal Social Behaviors Relevant to Autism by Affecting Functions of Neural Circuits in the Medial Prefrontal Cortex2021

    • Author(s)
      Mehta Anuradha、Shirai Yoshinori、Kouyama-Suzuki Emi、Zhou Mengyun、Yoshizawa Takahiro、Yanagawa Toru、Mori Takuma、Tabuchi Katsuhiko
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 10 Issue: 10 Pages: 2724-2724

    • DOI

      10.3390/cells10102724

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-10-22   Modified: 2023-12-25  

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