2018 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of molecular pathogenesis of ITPA deficiency and development of its treatment
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18K06960
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
土本 大介 九州大学, 生体防御医学研究所, 助教 (70363348)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ITPA / イノシン三リン酸 / てんかん / 脱分極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題ではイノシン三リン酸分解酵素（ITPA）欠損症の分子病態解明を目的として組織特異的ITPA欠損マウスを作成、解析している。初年度である平成３０年度には神経幹細胞特異的ITPA欠損マウスを解析し、神経系でITPAを欠損するこのマウス（ITPA欠損マウス）では出生後に発育遅延が始まり生後３週間前後に死亡することや、自発性および音刺激誘導性の全身性けいれん発作を起こすなどITPA欠損によるヒトてんかん性脳症とよく似た表現型を示すことを明らかにした。更に分子病態解明を目的として新鮮脳スライス中の大脳嗅内皮質神経細胞のパッチクランプ解析を行い、静止膜電位の脱分極と活動電位発火頻度上昇ならびに微小興奮性シナプス後電流（mEPSC）と微小抑制性シナプス後電流（mIPSC）の頻度上昇を確認した。このことから嗅内皮質神経細胞の静止膜電位脱分極が原因で活動電位が上昇していると同時に、この神経細胞の上流の興奮性神経細胞と抑制性神経細胞のいずれもが同様に興奮頻度が上昇していると考えられた。ITPAが欠損した様々な神経細胞において静止膜電位が脱分極し、活動電位発生頻度が上昇することにより全身性けいれん発作などの表現型につながっていると推察している。
以上のようにITPA欠損マウスの神経細胞の易興奮性が確認されたことから、治療としてGABAトランスアミナーゼの阻害作用などを介して神経興奮に対して抑制的に作用するバルプロ酸NaをITPA欠損マウスに皮下投与したところ、音刺激によるけいれん発作誘導が有意に抑制された。
また、このITPA欠損マウスの組織の病理形態解析も開始し、副腎の低形成などを認め現在解析を進めている。
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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
ヒトITPA欠損症の主な症状である神経症状を再現したマウスモデルを確立できた。更にその病態を細胞レベルで解明することに成功した。またこれらの知見を元に治療法の効果も評価し、治療方法の評価系としての有用性も確認できた。
更に病理学的解析も開始して新しい知見が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は第一の目標としてITPA欠損により生じる神経細胞の静止膜電位脱分極の焦点を当てての分子メカニズムの解明を目指す。
また、昨年度は神経細胞に対して抑制的に作用するバルプロ酸Naによるけいれん発作抑制効果が確認できたが実際のヒトITPA欠損症では神経症状以外に心筋症も認めており根本的治療のためにはイノシン三リン酸産生の抑制が必要と考えられる。その抑制のための試験管内薬剤スクリーニング系の確立を目指す。
またITPA欠損マウスにおけるバックアップ機構として我々が以前にイノシンヌクレオチド分解活性を報告したNUDT16がどの程度寄与しているかをNUDT16欠損マウスを用いて評価する。
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| Causes of Carryover |
投稿を予定していた論文原稿の準備が遅れ、原稿の英語校閲や論文投稿料の支出が次年度にずれ込んだため。
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