ニューロサーキット異常をきたす新規てんかんの原因遺伝子の解析とその病態解明

• Project Area: Generation of synapse-neurocircuit pathology
• Project/Area Number: 23110529
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: National Center of Neurology and Psychiatry
• Principal Investigator: 星野 幹雄 独立行政法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 病態生化学研究部, 部長 (70301273)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2012: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2011: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: 神経科学 / 発生・分化 / 大脳皮質 / てんかん / 発達障害 / 精神遅滞

Outline of Annual Research Achievements

イハラてんかんラット(IER; Ihara Epileptic Rat)」は生後３～5ヶ月からてんかん症状を呈し約一年で死に至る原因不明の自然発症ラット突然変異体であり、「精神遅滞症状が先行し、その後てんかんが生じるヒト疾患」の良いモデル動物になる。IERのてんかん発作前の脳についてさらに詳細な解析を行った。
ゴルジ染色によって、大脳皮質のV層神経細胞で、樹状突起の側方への進展が障害されているということが認められた。さらに、海馬初代培養では、神経突起の進展と分岐が障害されていた。また、扁桃体における抑制性神経細胞の分布に異常があるということ、そしてその神経突起が異常な形態をしているということがわかった。つまりこのラットでは、扁桃体における抑制性神経細胞がその神経抑制機能が果たせないということや、さらに個々の神経細胞の突起形成の障害によるニューロサーキット異常のためにてんかん準備状態となり、その後てんかんを発症するのではないかと考えられた。原因遺伝子Epi-IERが神経突起の伸長と分岐に関わることを、初代培養細胞への遺伝子導入によって明らかにした。IERでは、Epi-IER遺伝子ゲノム上に一塩基置換があり、それがスプライシング異常を引き起こして遺伝子機能を失うことも明らかにした。また、ヒト疾患の探索のためのスクリーニングを開始した。神経センターにあるてんかん症例リサーチリソースの症例のリンパ芽球の中から、Epi-IER遺伝子の発現が低い群のスクリーニングを行い、極端にその発現が低下している症例群を見つけた。今後、ゲノム解析を行い、Epi-IERの異常によって引き起こされるヒトてんかんの同定に努める。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] A sharp Cadherin-6 gene expression boundary in the developing mouse cortical plate demarcates the future functional areal border. (2012)
  • Author(s): Terakawa YW, Inoue YU, Asami J, Hoshino M, Inoue T
  • Journal Title: Cerebral Cortex Volume: in press
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] GABAergic neuron specification in the spinal cord, the cerebellum, and the cochlear nucleus. (2012)
  • Author(s): Kei Hori
  • Journal Title: Neural Plast. Volume: 2012 (2012) Pages: 921732-921732
  • DOI: 10.1155/2012/921732
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neuronal subtype specification in the cerebellum and dorsal hindbrain (2012)
  • Author(s): Hoshino M
  • Journal Title: Dev Growth Differ Volume: (in press) Issue: 3 Pages: 317-326
  • DOI: 10.1111/j.1440-169x.2012.01330.x
  • NAID: 10031136904
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phosphorylation of STEF/Tiam2 by protein kinase A is critical for Rac1 activation and neurite outgrowth in dibutyryl cAMP-treated PC12D cells (2011)
  • Author(s): Goto A, Hoshino M, Matsuda M, Nakamura T
  • Journal Title: Mol. Biol. Cell Volume: 22 Issue: 10 Pages: 1780-1792
  • DOI: 10.1091/mbc.e10-09-0783
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RBP-J promotes the maturation of neuronal progenitors (2011)
  • Author(s): Komine O, Nagaoka M, HIraoka Y, Hoshino M, Kawaguchi Y, Pear WS, Tanaka K
  • Journal Title: Dev. Biol Volume: 354 Issue: 1 Pages: 44-54
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2011.03.020
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Deregulation of the p57-E2F1-p53 axis results in nonobstructive hydrocephalus and cerebellar malformation in mice (2011)
  • Author(s): Matsumoto A, Susaki E, Onoyama I, Nakayama K, Hoshino M, Nakayama KI
  • Journal Title: Mol Cell Biol Volume: 31 Issue: 20 Pages: 4176-4192
  • DOI: 10.1128/mcb.05370-11
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Thioredoxin mediates oxidation-dependent phosphorylation of CRMP2 and growth cone collapse (2011)
  • Author(s): Morinaka A, Yamada M, Itofusa R, Funato Y, Yoshimura Y, Nakamura F, Yoshimura T, Kaibuchi K, Goshima Y, Hoshino M, Kamiguchi H, Miki H
  • Journal Title: Science Signaling Volume: 4(179) Issue: 170
  • DOI: 10.1126/scisignal.2001127
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Analysis of a rat model for human temporal lobe epilepsy (2012)
  • Author(s): Hoshino M.
  • Organizer: International Synapse Research Workshop
  • Place of Presentation: 愛知県岡崎市 自然科学研究機構
  • Year and Date: 2012-11-08
  • Invited
• [Presentation] Transcriptional regulation of the diversity of cerebellar GABAergic neurons． (2012)
  • Author(s): Seto et al.
  • Organizer: Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: 米国ニューオーリンズカンファレンスセンター
  • Year and Date: 2012-10-13
• [Presentation] Neuron subtype specification in the cerebellum (2012)
  • Author(s): Hoshino M.
  • Organizer: Joint symposium between Max Planck Institute and NCNP
  • Place of Presentation: ドイツ、マックスプランク研究所 リングバーグ城
  • Year and Date: 2012-10-03
  • Invited
• [Presentation] Olig2 and Gsh1 regulate cell fate decisions in embryonic cerebellum (2011)
  • Author(s): 瀬戸裕介, 中谷智哉, 増山典久, 皆木康子, 熊井実, 濱口晶子, マークマグヌソン, 川口義弥, 池中一裕, 竹林浩秀, 石渡信一, 尾野雄一, 星野幹雄
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜国際会議場
  • Year and Date: 2011-12-13
• [Presentation] Roles of transcription factors in specifying neuron subtypes in the cerebellar system (2011)
  • Author(s): Hoshino M.
  • Organizer: 4th International Symposium of the Society for Research on the Cerebellum
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2011-09-18
• [Presentation] Genetic studies on the Development and Function of the Hypothalamus using Ptfla-Cre &-flox knock-in mice (2011)
  • Author(s): Fujiyama T, Nagaoka M, Kumanogoh H, Yanagawa Y, Magnuson M, Obata K, Kawaguchi Y, Nabeshima Y, Hoshino M
  • Organizer: 第34回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜国際会議場
• [Presentation] Proteomic analyses of novel binding partners of Atoh1 and Ptfla, cerebellar development-related proteins (2011)
  • Author(s): Owa T, Taya S, Nishioka T, Kaibuchi K, Hoshino M
  • Organizer: 第34回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜国際会議場
• [Book] Specification of cerebellar and precerebellar neurons.HANDBOOK OF THE CEREBELLUM AND CEREBELLAR DISORDERS (2012)
  • Author(s): Hoshino M, Seto Y, Yamada M
  • Total Pages: 13
  • Publisher: Springer
• [Book] 小脳皮質のないマウス「セレベレス」モデル動物利用マニュアル・疾患モデルの作製と利用・脳神疾患第4章第2節 (2011)
  • Author(s): 星野幹雄
  • Total Pages: 8
  • Publisher: エル・アイ・シー
• [Remarks] 国立精神神経医療研究センター神経研究所病態生化学研究部
  • URL: http://www.ncnp.go.jp/nin/guide/r_diag/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.ncnp.go.jp/nin/guide/r_diag/index.html