2016 Fiscal Year Annual Research Report
神経発達障害の中核機構としてのシナプスオーガナイザーと代謝型受容体の相互作用
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16H04666
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
有賀 純 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (10232076)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 神経発達障害 / てんかん / 多動症 / シナプス伝達 / 疾患モデル動物 / 膜タンパク質 / タンパク質間結合 / タンパク質リン酸化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経発達障害の1つである注意欠陥多動性障害（ADHD）の遺伝因子研究のメタ解析が報告され、モノアミン系関連タンパク質、シナプスタンパク質の他に、Gタンパク質共役型受容体(mGluR7, Lphn3ほか)が含まれることが明らかになった。そこで本研究では「mGluR7がどのようにADHDの病態に関わるのか」を解明することを主な目的とした。申請者らは、シナプス後部の膜タンパク質Elfn1とシナプス前部のmGluR7がトランス結合することを発見しており、この結合の病態生理学的意義を明らかにするべく、新たなトランスシナプス複合体の探索、機能解析と遺伝子欠損マウスの解析を行った。今年度は以下の3項目について研究を進めた。
(1) 生体脳におけるマウスElfn1のリン酸化状態の検討を行い、てんかん・多動症患者由来のELFN1ミスセンス変異の影響を検討した。免疫沈降およびリン酸基結合物質存在下での電気泳動解析を行った結果、特定のアミノ酸残基にリン酸化が起きている可能性を見いだした。患者由来の変異はタンパク質の神経細胞内の分布に影響を及ぼし、mGluR7を引きつける活性が低下していた。
(2) 患者由来の変異と同等な変異をマウスElfn1に導入するノックインマウスの作製を開始した。これらのマウスを利用して、変異のマウス脳内Elfn1タンパク質に与える影響を解析する予定である。
(3)Elfn1と相同性の高いElfn2欠損マウスの中枢神経系および末梢系に表れた異常を系統的に解析して、その全体像を明らかにした。重要性の高い表現型について、摘出組織を用いた薬理学的実験、分子細胞生物学的実験を行った。
その他にElfn1と同じシナプス膜タンパク質である、Lrfn2の神経発達障害への関与について、重要な知見を得ることができた。
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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
当初予定されていたElfn1の細胞内ドメインの機能を明らかにする実験計画を進めることができた。具体的には、新たなリン酸化検出系の導入、新たなリン酸化標的部位置換変異体の作製と発現確認、Elfn2マウスの解析などである。また、当初は予定されていなかった患者由来ミスセンス変異導入マウスの作製を開始することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度の成果を基にして、以下の項目について、研究活動を行う。
(1) 生体脳におけるマウスElfn1のリン酸化状態について、より、網羅的・定量的な解析を行う。
(2) 患者由来の変異と同等な変異をマウスElfn1に導入するノックインマウスを利用して、変異のマウス脳内Elfn1タンパク質に与える影響を解析する。
(3)Elfn2欠損マウスの中枢神経系および末梢系の異常についての分子細胞生物学的な解析を進める。
以上の解析により、神経発達障害に関与する可能性のある新たな分子病態を明らかにする。
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[Journal Article] Autism-like behaviors and enhanced memory formation and synaptic plasticity in Lrfn2/SALM1-deficient mice2017
Author(s)
Morimura, N., Yasuda, H., Yamaguchi K., Katayama, K., Hatayama, M., Tomioka, N.H., Odagawa, M., Kamiya, A., Iwayama, Y., Maekawa, M., Nakamura, K., Matsuzaki, H., Tsujii, M., Yamada, K., Yoshikawa, T., Aruga, J.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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