2022 Fiscal Year Research-status Report
Functional analysis of developmental disorder disease gene in cortical interneuron development
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20K08271
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| Research Institution | Institute for Developmental Research Aichi Developmental Disability Center |
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Principal Investigator |
野田 万理子 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, 研究員 (50571311)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 抑制性神経細胞 / 興奮性神経細胞 / 神経細胞移動 / E/Iバランス / てんかん / 知的障害 / ASD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの発達障害研究は臨床遺伝学的な研究の進展が著しく、既に1000種類以上の“責任遺伝子候補”が報告されている。これら発達障害原因候補遺伝子の中には、興奮性神経細胞において何ら異常表現型が認められない分子も存在する。本研究ではその中で特に発達障害の病態と関連が深い３種類の分子に着目した。ひとつは、小児期早期に発症する難治性乳幼児てんかんの責任遺伝子であるPHACTR1であり、それ以外にASD患者で新規ミスセンス変異が複数例報告されている転写調節因子POGZ、知的障害（ID）患者で複数個所の新規ミスセンス変異が見いだされたMED13Lを解析のターゲットとした。本研究で解析対象とする分子PHACTR1やMED13Lは興奮性神経細胞の配置に異常をきたすものであるため、抑制性神経細胞の最終配置にも影響する可能性が高い。また、未だ興奮性神経細胞での知見が無いPOGZにおいては、発現抑制により抑制性神経細胞の形態異常が見られるといった、有望な結果を得つつある。
さらに、胎生期大脳皮質の抑制性神経細胞のライブイメージングの解析系構築にも着手した。これにより、移動途中の抑制性神経細胞の形態・速度変化の数値化を行い、疾患を模倣した状態と健常状態との比較解析が可能となる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
抑制性神経細胞への子宮内胎仔脳遺伝子導入は、導入時期を胎生(E)12とすることで高効率かつ選択的な導入が可能となったが、抑制性神経細胞の主要な産生部位である基底核原基（ganglionic eminence (GE)）の３部位（caudal GE (CGE), medial GE (MGE), lateral GE (LGE))全てにラベルされたため、特に皮質に向かう抑制性神経細胞（MGE由来）の移動解析が困難となった。MGE選択的な抑制性神経細胞へのラベルを行うため、遺伝子改変マウスを用いた方法に切り替える予定でいたが、新型コロナウィルスの流行により、海外との契約状況に多大なる遅延が生じ、希望する遺伝子改変マウスの入手目処が立っていなかったが、その後入手が可能となった。そのため、早急にMGE選択的な抑制性神経細胞のラベリングに取り組む予定である。
脳組織スライスを用いたlive imagingにより、皮質に向かう抑制性神経細胞を可視化し、PHACTR1, POGZ, MED13Lのノックダウンの影響を検討する手法の構築に取り組んでいる。このlive imagingのデータとin vivoのデータを比較解析する。
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| Strategy for Future Research Activity |
In vitroでの抑制性神経細胞解析系の構築を早急に行う。今年度新たに研究室に導入した共焦点レーザー顕微鏡システム（ニコン、A1R HD25）を用いることで、これまでよりも高解像度かつ高速なlive imagingが可能となる。このシステムを用いて、胎生期大脳皮質の抑制性神経細胞ライブイメージングを行うことにより、皮質へと移動途中の抑制性神経細胞の形態・速度変化の数値化を行い、疾患を模倣した状態と健常状態との比較解析を行うことが可能となる。In vivoの解析は、遺伝子改変マウスの入手が可能となったため、早急に解析系の構築を行い、生後、皮質に存在する抑制性神経細胞の免疫染色法による識別などで比較検討を行う。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルスの流行継続により、学会などでの発表形式がほぼオンラインとなり、旅費としての使用額が抑えられる結果となった。
解析に必要な遺伝子改変マウスの入手が新型コロナウィルスの流行により、大きく遅れることとなった。そのため、マウスの飼育管理等に必要な費用が抑えられた。この残額を今年度使用し、in vivo解析系の構築に取り組む。
これ以外には、ベクター構築に必要な試薬や、初代培養神経細胞関係の試薬・器具、妊娠マウス購入費用、抗体購入などに使用する予定である。
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