2021 Fiscal Year Annual Research Report
神経発達症におけるSCN2A欠損と環境要因の相互作用の解明
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20H03566
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
山川 和弘 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (30241235)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ナトリウムチャネル / SCN2A / 神経発達症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電位依存性ナトリウムチャネルαサブユニット２型Nav1.2をコードする遺伝子SCN2Aは自閉スペクトラム症や統合失調症などの神経発達症を有する患者で最も頻度高く新生ヘテロ機能喪失変異が見られる遺伝子である。しかし、Scn2aヘテロ欠失マウスは、新規環境下における過活動、不安行動の亢進と恐怖除去障害などの異常は示すが、他者への興味の喪失などの社会性異常などははっきりと見出されない（Tatsukawa et al., Mol Autism 10:15, 2019）。Scn2a遺伝子の全身ホモ欠失マウスは新生児期致死である。そこで、限局した脳部位でのScn2aホモ欠失により、生存可能なマウスモデルを作出し、それらにおける社会性行動異常の検出やScn2aヘテロ欠失マウスで既に見られた行動異常の再現などによる責任脳領域の同定を目指す。2021年度は、ホモfloxed-Scn2aマウス（Ogiwara et al., Commun Biol 2018）のCreリコンビナーゼを組み込んだアデノ随伴ウイルス（AAV-Cre）を打ち込むことにより社会性行動異常やプレパルス抑制の亢進などの行動異常の傾向を示すことが判明した脳領域について、更にその神経核の細胞種、上流および下流の神経核の探索を進めた。
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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
現在までに、SCN2A機能喪失変異により引き起こされる行動異常・生理学的異常の神経細胞種・回路の解明について、それぞれの異常をもたらすと予想さ れるfloxed-Scn2aマウスの脳部位(mPFC、CPu、側坐核(NAc)、視床下部、扁桃体など)にCreリコンビナーゼを組み込んだアデノ随伴ウイル ス(AAV-Cre)を打ち込み、スリーチャンバーテ スト、オープンフィールドテストなどにより社会性異常の検出により複数の責任領域候補を同定した。行動異常における遺伝要因(SCN2A遺伝子変異)と環境要因(免疫負荷)との相関・相乗効果の解明については、Scn2aヘテロ欠失マウス仔獣に 対してpoly(I:C)投与、社会的隔離とスリーチャンバーテスト、オープンフィール ドテストの組み合わせ実験を継続した。また、当該責任神経回路の理解に必須であるNav1.2の詳細な脳内分布について、Scn1aプロモーターでGFP発現を駆動するトランスジェニックマウスをベースとしてNav1.1と対比解析して論文投稿し、ジャーナルからrevisionをオファーされた（Yamagata, Suzuki, et al., eLife - in revision）。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は、同定したScn2aヘテロ欠失マウス社会性異常責任脳領域候補である複数の神経核について、逆行性レンチウイルス遺伝子導入システムNeuRet、薬理遺伝学的神経興奮/抑制システムDREADD、カルシウム透過型AMPA受容体抑制薬NASPM、AMPA受容体機能促進薬CX516、GABA受容体作動薬muscimolなどの薬剤の局所注入、脳スライスパッチ、局所フィールド記録やテトロード電極などの複数電極を用いた細胞外記録法、光遺伝学的手法などにより、上流および下流の神経核を同定し、Scn2aヘテロ欠失マウスの社会性異常に責任を有する神経回路を明らかにする。また、Scn1a-GFPトランスジェニックマウスをベースとしてNav1.1とNav1.2の分布を対比解析した論文（Yamagata, Suzuki, et al., eLife - in revision）について、アクセプトを目指して追加実験を行う。
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