神経の微細観察系を新たに構築し、アンジェルマン症候群の病理解明を目指す研究

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K14338
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 海老原 達彦 国立研究開発法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 主任研究員 (00344119)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 神経発生 / 神経病理学 / エピジェネティクス

Outline of Annual Research Achievements

アンジェルマン症候群は、重篤な発達遅滞を伴う先天性の異常であり、その原因遺伝子或いは染色体領域が特定されている。原因遺伝子としてUbe3aが特定されており、先天性疾患の中では解析を始めやすいと考えられており、近年急速に研究件数が増えているが、まだ分子レベルの病理解析は、進んでいない。一方で、重篤な疾患であることから、治療効果を少し上げるだけでも一定の治療効果が期待され、患者と家族のQOL向上を見込める状況にある(完治にはほど遠いにしても、である)。本研究では、この疾患の分子レベルの病理機序の解明を最終目標として、その端緒として病態モデル動物を作製し、細胞～個体レベルで病態を再現する。同時に遺伝子発現状態を可視化することで、分子レベルの病理解析を実現する。解析は、下記の流れで行う。
遺伝子の局在解析：病態マウス及び健常マウスについて、Ube3a遺伝子の、神経細胞内での局在状態を、FISH及び大気圧走査電子顕微鏡にて解析する。遺伝子の活性化状態と局在についての知見を得ることで、症状寛解のアプローチを考察する。
モデルマウスの海馬神経細胞の培養を行い、微細構造の異常を超解像の蛍光顕微鏡及び大気圧走査電子顕微鏡にて観察することで、異常箇所・状況の知見を得る。次に構造異常に至るタンパク局在などの異常或いは培養レベルでのシナプス形成などの経時変化を解析して病理メカニズムを推定し、この培養系レベルで寛解へのアプローチ(投薬など)を試す。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

所内飼育施設の管理を行っているため、特に3年目に実験が満足に進められず、延長をお願いした。
核内での観察を実現できず、プローブを再設計している。また、クロマチン観察のための、大気圧走査電顕の観察条件も検討中である。
モデルマウス作製方法については、当初TGによる作製を諦め、相同組み換えによるノックインマウス作製を検討していた。しかしながら、この手法でも難航してしまった。

Strategy for Future Research Activity

別件でTGマウス作製手法を応用したゲノム編集によるマウス作製を手がけて、この手法が有用であることを確認したことから、現在ゲノム編集によるマウス作製を行っている。
今年度前半中にマウスを作製し、後半に解析を行いたい。
仕事内容を見直し、研究に再び注力できつつある。研究者として、アンジェルマン症候群の解析を全うしたく思っており、そのための足がかりを作るためにも今年度を真摯に取り組みたい。

Causes of Carryover

昨年度、所内飼育施設管理業務が思いの外研究業務を圧迫し、本研究課題を遂行しきれなかった。
昨年度優先せざるを得なかった共同研究が終了し、本研究課題に注力できるようになった。残予算を マウス作製及びその後の解析に必要な消耗品調達に用いて、本研究を遂行する。