Uncover pathomechanism of megalencephaly using brain organdies.

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H03646
• 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): 加藤 洋一 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (10815161) ; 大石 久史 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (30375513) ; 嶋田 逸誠 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 講師 (40833265) ; 宮 冬樹 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (50415311)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 巨脳症 / 脳オルガノイド

Outline of Annual Research Achievements

巨脳症の発症メカニズムを解明することを目的として、iPS細胞から脳オルガノイドを作成し、種々の解析を行った。本研究において、MYCN、SZT2遺伝子に変異を導入した脳オルガノイド作成に成功した。MYCNについては、iPS細胞をゲノム編集して、ヘテロKOモデル（MYCN-KOモデル）、および、巨脳症患者に同定された機能亢進バリアントをヘテロ接合性に導入したヘテロKIモデル（MYCN-KIモデル）の作成に成功した。それぞれ、Feingold症候群、巨脳症多指症症候群のモデルとして表現型を再現した。さらに、MYCNに機能亢進型バリアントを有する患者からiPS細胞を樹立し、脳オルガノイドの作成に成功した。MYCN-KOモデルでは、脳オルガノイドのsub ventricular zone (SVZ）における基底放射状グリア（bRG）が減少したのに対して、MYCN-KIモデルでは増加していることを解明した。bRGの数の制御が大脳のサイズを規定していることを明らかにした。SZT2については、ヘテロKOモデルの作成に成功した。SZT2バリアントが原因の疾患は大脳サイズの増加が知られておいる。遺伝形式は常染色体顕性（優性）遺伝であり、ハプロ不全で発症することが知られているため、疾患の表現型を再現するモデルとして適切と考えている。SZT2-KOモデルでは、SVZにおけるbRGが増加し、さらに、mTOR経路の活性のマーカーであるpS6の亢進が示された。従って、SZT2-KOマウスは患者の表現型を再現するとともに、病態としてのmTOR経路の亢進を再現した。
これらの脳オルガノイドモデルは脳発生における疾患の病態を解明すると共に、薬物療法の創薬スクリーニングに重要なモデルと考えられる。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] INSERM/CHU Dijon Bourgogne/CHU Rennes(フランス)
  • Country Name: FRANCE
  • Counterpart Institution: INSERM/CHU Dijon Bourgogne/CHU Rennes
  • # of Other Institutions: 1
• [Journal Article] Gain-of-function MYCN causes a megalencephaly-polydactyly syndrome manifesting mirror phenotypes of Feingold syndrome (2023)
  • Author(s): Nishio Yosuke、Kato Kohji、Tran Mau-Them Frederic、Futagawa Hiroshi、Quelin Chlo、Masuda Saori、Vitobello Antonio、Otsuji Shiomi、Shawki Hossam H.、Oishi Hisashi、Thauvin-Robinet Christel、Takenouchi Toshiki、Kosaki Kenjiro、Takahashi Yoshiyuki、Saitoh Shinji
  • Journal Title: Human Genetics and Genomics Advances Volume: 4 Pages: 100238～100238
  • DOI: 10.1016/j.xhgg.2023.100238
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Three KINSSHIP syndrome patients with mosaic and germline AFF3 variants (2023)
  • Author(s): Inoue Yuta、Tsuchida Naomi、Okamoto Nobuhiko、Shuichi Shimakawa、Ohashi Kei、Saitoh Shinji、Ogawa Atsushi、Hamada Keisuke、Sakamoto Masamune、Miyake Noriko、Hamanaka Kohei、Fujita Atsushi、Koshimizu Eriko、Miyatake Satoko、Mizuguchi Takeshi、Ogata Kazuhiro、Uchiyama Yuri、Matsumoto Naomichi
  • Journal Title: Clinical Genetics Volume: 103 Pages: 590～595
  • DOI: 10.1111/cge.14292
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Gain-of-function MYCN causes a megalencephaly- polydactyly syndrome manifesting mirror phenotypes of Feingold syndrome. (2023)
  • Author(s): Nishio Y, Kato K, Mau-Them Frederic T, Futagawa H, Quelin C, Masuda S, Vitobello A, Otsuji S, Shawki HH, Oishi H, Thauvin-Robinet C, Takenouchi T, Kosaki K, Takahashi Y, Saitoh S.
  • Organizer: American Society of Human Genetics 2023 meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Gain-of-function MYCN causes a megalencephaly- polydactyly syndrome manifesting mirror phenotypes of Feingold syndrome. (2023)
  • Author(s): Nishio Y, Kato K, Mau-Them Frederic T, Futagawa H, Quelin C, Masuda S, Vitobello A, Otsuji S, Shawki HH, Oishi H, Thauvin-Robinet C, Takenouchi T, Kosaki K, Takahashi Y, Saitoh S.
  • Organizer: Asian Society of Pediatric Research 2023 meeting
  • Int'l Joint Research