感覚情報フィルター機能の遺伝基盤の解明：精神疾患病理との関連

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16F16419
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 吉川 武男 国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, チームリーダー (30249958)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SHABEESH BALAN 国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2016-10-07 – 2019-03-31
• Keywords: 統合失調症 / プレパルス抑制 / Chd23遺伝子 / マウス近交系 / ゲノム編集 / 内耳 / 橋 / 不確帯

Outline of Annual Research Achievements

２種類のマウス近交系、C57BL/6N (B6)とC3H/HeN (C3)の間には、カドヘリン遺伝子の１つであるChd23において、753A/G多型が存在する（B6がAA、C3がGG）。この多型は、Chd23のexon 9の3’末端に存在し、AA遺伝子型でexon 9がある割合でスキップし、GG遺伝子系ではexon 9が100%保持される。B6のCdh23遺伝子をゲノム編集により753GG型にしたところ、プレパルス抑制（PPI）が低下し、この結果は、C3マウスはB6マウスに比較してPPIが低下しているという研究の出発点と合致した。当該年度は、さらにC3のCdh23遺伝子をゲノム編集により753AA型に変換する試みを行ったが、どうしてもゲノム編集がうまく行かなかった。専門家にも相談したところ、理由は不明であるがC3マウスの受精卵ではゲノム編集が成功しないことが多いということであった。そこで当該年度は、PPIに及ぼす753A/G多型の効果が内耳の構造的異常を介さないことを示すために、走査型電子顕微鏡解析を精力的に行った。その結果、PPIを測定する生後15週までは遺伝子型に関わりなく、内耳の構造は正常に保たれていることが判明した。また、B6のCdh23遺伝子をゲノム編集により操作した結果から、遺伝子型、脳領域別のCdh23遺伝子の発現量は次のようであった。
① 橋（pontine）：AA: exon 9+ (high+++); exon 9- (low), GG: exon 9+ only
② 不確帯（zona incerta）：AA: exon 9+ (high+++); exon 9- (low+), GG: exon 9+ only
③ 内耳（inner ear）: AA: exon 9+ (low); exon 9- (high)

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

C3マウスのCdh23遺伝子をゲノム編集により753AA型（B6マウス型）に変換する試みが、どうしてもうまく行かなかったことは計画通り行かなかった点である。しかし、B6マウスのCdh23遺伝子を、ゲノム編集により753GG型に変換するとプレパルス抑制（PPI）が低下することを確認しているので、753A/G多型が直接PPIに影響しているという結論は得られる。さらに、計画が一部うまく行かなかった分、当該年度は走査型電子顕微鏡解析を精力的に行い、遺伝子型が内耳の構造的異常を介してPPIに影響している可能性を除外した。

Strategy for Future Research Activity

マウスにおいて、プレパルス抑制（PPI）はChd23遺伝子と直接関連していることが言えたので、ヒトでPPIの異常を呈する統合失調症に今後は焦点を当て、大規模サンプルを用いたCDH23遺伝子のリシークエンス解析に注力する。そして、論文化を目指す。