自閉症リスク分子DUSP22、MTNR1の病態形成機構の解明

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K16294
• Research Institution: Institute for Developmental Research, Aichi Human Service Center
• Principal Investigator: 浜田 奈々子 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 分子病態研究部, リサーチレジデント (70721835)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 自閉スペクトラム症

Outline of Annual Research Achievements

MTNR1A、1Bは、それぞれ自治医大のASD（Autism Spectrum disorder）患者からミスセンス変異（MTNR1A：p.R54W, p.A157V、およびMTNR1B：p.G24E, p.A325V）が見出された遺伝子であり、トリオ解析によりde novoの変異であることが確認された。MTNR1A/Bは概日リズムに関連するメラトニン受容体をコードしており、既にASD患者での遺伝子変異の報告があり、変異によるメラトニン結合能や細胞内局在の変化が示唆されている。しかし、MTNR1A/Bが実際に脳形成に果たす役割は全く解明されていない。本研究では、MTNR1A/Bミスセンス変異を発生期のマウス大脳で模倣し、これらの遺伝子異常がASDを引き起こす分子メカニズムを解析することで、ASD病態形成機構の解明を目指す。
今年度はMTNR1A、1BのRNAiベクター、及び患者の変異を模倣したMTNR1AのR54W、A157V変異体を作成し、機能解析を開始した。RNAiベクターについては、COS7細胞で発現抑制効率を確認し、高効率のものをそれぞれ3種類ずつ剪定した。しかしマウス組織内では発現抑制効率が低かったため、再度ベクターを構築した。COS7細胞、マウス組織内で効率よく働くRNAiベクターをそれぞれ2種類ずつ得ることが出来た。マウス子宮内胎仔脳遺伝子導入法を用いて胎生14日目のマウス胎児の神経幹細胞にMTNR1AのRNAiベクターを導入し、そこから誕生する大脳皮質神経細胞の移動を生後０日目と３日目に観察したが、移動および、神経細胞の最終配置は正常であった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

MTNR1A、1Bに対するRNAiベクターを3種類ずつ作成し、培養細胞では効率よく発現抑制されていたが、組織内では効率よく発現抑制されなかったため、再度ベクターの作成、効率の検証を行う必要ができたため。また、研究所及び動物施設移転のため、4ヶ月間動物実験が行えなかったため。

Strategy for Future Research Activity

作成したMTNR1A, 1BのRNAiベクター、及び患者由来のMTNR1A-RW、AV変異体を、マウス子宮内胎仔脳遺伝子導入法を用いて胎生14日目のマウス胎児の神経幹細胞に導入し、幹細胞から産生される大脳皮質神経細胞の移動、軸索伸展、またその後の樹状突起発達を観察する。

Causes of Carryover

研究所、動物舎移転のため、動物実験が4ヶ月間実施できなかったため。

Research Products

• [Journal Article] MYCN de novo gain-of-function mutation in a patient with a novel megalencephaly syndrome. (2018)
  • Author(s): Kato K, Miya F, Hamada N, Negishi Y, Kishimoto N, Ozawa H, Ito H, Hori I, Hattori A, Okamoto N, Kato M, Tsunoda T, Kanemura Y, Kosaki K, Takahashi Y, Nagata K, Saitoh S.
  • Journal Title: J. Med. Genet Volume: 0 Pages: 1-8
  • DOI: 10.1136
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] De novo PHACTR1 mutations in West Syndrome and their pathophysiological effects. (2018)
  • Author(s): Hamada N, Ogaya S, Nakashima M, Nishijo T, Sugawara Y, Iwamoto I, Ito H, Maki Y, Shirai K, Baba S, Maruyama K, Saitsu H, Kato M, Matsumoto M, Momiyama T, Nagata K
  • Journal Title: Brain Volume: 141 Pages: 3098-3114
  • DOI: 10.1093
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ウエスト症候群の新規責任遺伝子の同定と病態機能解析 (2019)
  • Author(s): 浜田奈々子
  • Organizer: 小児遺伝学会
• [Presentation] De novo PHACTR1 mutations in West Syndrome and their pathophysiological effects. (2018)
  • Author(s): 永田浩一
  • Organizer: Society for neuroscience 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Identification of PHACTR1 as a novel causal gene for West Syndrome and pathophysiological significance of the gene mutations (2018)
  • Author(s): 浜田奈々子
  • Organizer: 日本神経化学会
• [Presentation] 小児難治性てんかん責任遺伝子の病態生理解析 (2018)
  • Author(s): 浜田奈々子
  • Organizer: 生理学研究所研究会「神経発達・再生研究会」
• [Remarks] 愛知県医療療育総合センター発達障害研究所
  • URL: https://www.pref.aichi.jp/addc/eachfacility/hattatsu/index.html