A role of MYCN in neurodevelopment and in a novel syndrome

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K19524
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 齋藤 伸治 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (00281824)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大石 久史 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (30375513) ; 永田 浩一 愛知県医療療育総合センター発達障害研究所, 分子病態研究部, 部長 (50252143)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2020-03-31
• Keywords: MYCN / 巨脳症

Outline of Annual Research Achievements

先行研究において新規の巨脳症患者にMYCN遺伝子のde novoミスセンス変異（c.173C>T; p.Thr58Met）を同定した。この変異はT58リン酸化が消失することで蛋白分解が障害され、機能を有する変異蛋白の安定性が更新することによる機能亢進型変異であることを解明した。また、変異型MYCNを子宮内胎仔脳遺伝子導入法によりマウス脳に導入したところ、神経細胞の増殖を促進し、神経細胞の遊走を阻害することが示された。そこで、機能亢進型変異の発生脳における役割を明らかにするために、患者に同定された変異を導入するノックイン（KI）マウスの作成をCRISPR/Cas9法により行った。変異導入のためのガイドRNAおよび組み替え用オリゴDNAを受精卵に導入し、患者変異を有するKIマウスおよび2塩基欠失(p.Pro60Valfs*49)と9塩基欠失(p.del58_61TPP)マウスを得た。現在系統維持のための交配を行っているが、出生率の低さや食殺などのために安定的な系統維持が得られておらず、人工授精を試みている。
マウスの系統維持と並行してE14にて変異マウスの脳から神経幹細胞を取り出し、neurosphereの作成を行った。2塩基欠失(p.Pro60Valfs*49)からのneurosphereの作成に成功し手技を確認することができた。引き続き、9塩基欠失(p.del58_61TPP)マウスおよびKIマウスからのneurosphere作成を予定している。
KIマウスは患者のモデルとしての役割が期待できる。2塩基欠失(p.Pro60Valfs*49)マウスはMYCNの機能喪失モデルとして、また、9塩基欠失(p.del58_61TPP)マウスはT58を含んだ欠失のため新規の機能亢進型モデルとしての役割が期待される。モデルマウスと並行してneurosphereを作成することによりMYCNの機能変化により影響を受けるパスウェイの解明が可能になると考えている。

Research Products

• [Journal Article] Schaaf-Yang syndrome shows a Prader-Willi syndrome-like phenotype during infancy (2019)
  • Author(s): Negishi Yutaka、Ieda Daisuke、Hori Ikumi、Nozaki Yasuyuki、Yamagata Takanori、Komaki Hirofumi、Tohyama Jun、Nagasaki Keisuke、Tada Hiroko、Saitoh Shinji
  • Journal Title: Orphanet Journal of Rare Diseases Volume: 14 Pages: 277
  • DOI: 10.1186/s13023-019-1249-4
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A novel CUL4B splice site variant in a young male exhibiting less pronounced features (2019)
  • Author(s): Nakamura Yuji、Okuno Yusuke、Muramatsu Hideki、Kawai Tomoko、Satou Kazuhito、Ieda Daisuke、Hori Ikumi、Ohashi Kei、Negishi Yutaka、Hattori Ayako、Takahashi Yoshiyuki、Kojima Seiji、Saitoh Shinji
  • Journal Title: Human Genome Variation Volume: 6 Pages: 43
  • DOI: 10.1038/s41439-019-0074-6
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Constitutive activation of mTORC1 signaling induced by biallelic loss-of-function mutations in SZT2 underlies a discernible neurodevelopmental disease (2019)
  • Author(s): Nakamura Yuji、Kato Kohji、Tsuchida Naomi、Matsumoto Naomichi、Takahashi Yoshiyuki、Saitoh Shinji
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 14 Pages: e0221482
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0221482
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Transition from Leigh syndrome to MELAS syndrome in a patient with heteroplasmic MT-ND3 m.10158T>C (2019)
  • Author(s): Kori Atsuko、Hori Ikumi、Tanaka Tatsushi、Aoyama Kohei、Ito Koichi、Hattori Ayako、Ban Kyoko、Okazaki Yasushi、Murayama Kei、Saitoh Shinji
  • Journal Title: Brain and Development Volume: 41 Pages: 803～807
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2019.05.006
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A novel splicing mutation in SLC9A6 in a boy with Christianson syndrome (2019)
  • Author(s): Ieda Daisuke、Hori Ikumi、Nakamura Yuji、Ohashi Kei、Negishi Yutaka、Hattori Ayako、Arisaka Atsuko、Hasegawa Setsuko、Saitoh Shinji
  • Journal Title: Human Genome Variation Volume: 6 Pages: 15
  • DOI: 10.1038/s41439-019-0046-x
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Clinical, genetic, and biochemical analyses for PI3K-AKT-mTOR pathway-associated megalencephaly. (2019)
  • Author(s): Hori I, Miya F, Nakamura Y, Ieda D, Negishi Y, Hattori A, Tsunoda T, Kanemura Y, Kosaki K, Saitoh S
  • Organizer: 第61回日本小児神経学会学術集会
• [Presentation] Altered mTOR signaling in patients with SZT2-related neurological disease. (2019)
  • Author(s): Nakamura Y, Tsuchida N, Kato K, Ieda D, Hori I, Hattori A, Matsumoto N, Saitoh S
  • Organizer: 第61回日本小児神経学会学術集会
• [Presentation] Constitutive activation of mTORC1 signaling induced by biallelic loss-of-function mutations in SZT2 underlies a discernible neurodevelopmental disease. (2019)
  • Author(s): Nakamura Y, Kato K, Tsuchida N, Matsumoto N, Takahashi Y, Saitoh S
  • Organizer: 69th American Society of Human Genetics Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Biallelic VPS35L pathogenic variants cause 3C/Ritscher-Schinzel-like syndrome through dysfunction of retriever complex. (2019)
  • Author(s): Kato K, Oka Y, Muramatsu H, Vasilev F, Otomo T, Oishi H, Kawano Y, Nakazawa Y, Ogi T, Takahashi Y, Saitoh S
  • Organizer: Biallelic VPS35L pathogenic variants cause 3C/Ritscher-Schinzel-like syndrome through dysfunction of retriever complex.
  • Int'l Joint Research