2016 Fiscal Year Research-status Report
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15K14355
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
飯島 崇利 東海大学, 創造科学技術研究機構, 准教授 (90383702)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | RNA制御 / 精神疾患 / 自閉症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年RNAスプライシングやRNA編集などのRNA情報発現系による生命情報の多様化の破綻が脳・神経系における複数の疾患の発症や病態に関連していることが明らかになりつつある。神経系においてシナプス分化や可塑性を制御するRNA情報発現系について研究を行ってきた採択者のバックグランドを十二分に活かし、本研究課題では自閉症スペクトラム障害 (ASD)を対象に、RNA情報発現系の制御異常と精神発達疾患の発症や病態との因果関係を明らかにすることを目指している。
27年度は、採択者が確立してきた自閉症リスクファクターと知られている化合物の培養神経細胞への直接投与によるin vitro自閉症モデル (Y.Iijima et al., Sci. Rep. 2016) を用いて、エキソンレベルでの発現変化の網羅的解析を行った。これまでの自閉症リスクファクターも多数この中にリストされていたが、さらに興味深いことに、これらのコードする分子群は機能的にいくつかに大きく分類できることが判明し、特に興味深く顕著であったのは特定の抑制性ニューロンサブタイプの遺伝子プロファイリングの変化であった。我々はこの情報をもとにすでに次のステップへ進み、in vivoすなわちモデル動物のレベルでこの情報と自閉症発症と病態の分子メカニズムについて検討に入っている。
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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
これらはエキソンレベルではなく全て遺伝子単位の変動であり、多くはないがスプライシング変化を伴うと思われる分子もいくつかリストされた。当初期待されたatypicalバリアントについては今回ほとんど同定できなかった。この点においてはin vitro自閉症モデルを用いたエキソンマイクロアレイの解析結果は予想外の結果もあったが、我々の用いたアレイ解析では50bp以下のマイクロエキソンのようなものは検出できない欠点があり、我々のこれまで我々が検討してきたin vitro自閉症モデル(Y.Iijima et al., Sci. Rep. 2016)におけるトランスクリプトームレベルの解析により、特定の抑制性ニューロンサブタイプに関するものをはじめ、非常に興味深い遺伝子発現が顕著に有意に変化を示した。このようなin vitro系でのプロファイル変化は、実際に自閉スペクトラム障害の分子病態を強く反映している可能性が高いことが示唆され、自閉症スペクトラム障害の理解の上で有益な情報をもたらすと信じる。
また、自閉症との関係は定かでないものの、上記の網羅的スクリーニングのなかで特定のニューロンに限局して発現するような非常に興味深い分子もいくつか同定されており、このような分子に関しては基本的な生理的役割について検討するため、現在該当分子のノックアウトマウスの作成し解析を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
in vitro系自閉症モデル (Iijima et al., Sci. Rep. 2016) を用いて自閉症リスクファクター暴露によるRNAレベルでの発現調節異常を網羅的に同定してきた情報に基づき、自閉症スペクトラム障害 (ASD) の発症や病態に関わる分子やシグナルをさらに詳しく同定し、さらにin vivoレベルの解析によって自らの仮説を検証していく。
さらに、我々は現在自閉症の候補因子となっているRNA結合タンパク質khdrbs1-3の解析を行っており、本課題とは別のプロジェクトとして、ノックアウトマウスを用いて上記と同様にエキソンレベルでトランスクリプトームの比較解析をおこなったところ、精神疾患を非常に関連が強い複数の分子で選択的スプライシングの劇的変化がノックアウトマウスにおいて確認された。今後は本課題の中で、これらのマウスを用いて生理・行動レベルで精神疾患との繋がりについて検討していきたい（2017年度先端プラットフォーム支援事業に採択）。
自閉症モデルにおいてスプライシング異常によるatypicalな遺伝子産物の存在を仮定してきたが、今回の解析ではatypicalバリアントについてはほとんど同定できなかった。しかしながら、我々の用いたアレイ解析では30bp以下のマイクロエキソンのようなものは検出できないという欠点があり、我々のin vitro自閉症モデルでトランスクリプトームレベルの微細な変化が起きているか否かについては、最近行ったRNA-seq.のデータ解析などからも検証していく予定である。
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| Causes of Carryover |
前年度の繰り越し分（初年度に薬用冷蔵庫の購入の取りやめたため）に加え、RNA-seqをはじめとした受託解析が年末キャンペーンなどでディスカウントされ、予定よりも安価にできたため、この余剰額を最終年度に繰り越して別途使用することにした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
現在グループで使用している当施設の培養用CO2インキュペーターがかなり老朽化しており、この余剰額と最終年度の予算の一部を使用して新製品を購入することを現在計画している。
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Research Products
(4 results)
