2011 Fiscal Year Research-status Report
エピジェネティクス発現調節機構の破綻に基づく自閉症病態の解明
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23791156
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
三宅 邦夫 山梨大学, 医学工学総合研究部, 助教 (60550712)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2013-03-31
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| Keywords | エピジェネティクス / 発達障害 / 自閉症 / MeCP2 / シナプス / DNAメチル化 / ヒストン修飾 |
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| Research Abstract |
レット症候群の原因がメチル化DNA結合蛋白質であるMeCP2(methyl CpG binding protein 2)の異常であることが明らかにされた。MeCP2は生後の脳発達期から発現が増加し、遺伝子発現調節を行う重要な転写因子である。これまでにMeCP2の標的遺伝子の探索は多数行われているが、依然としてこれまでに報告された標的分子と自閉症病態との関連は不明のままである。一方で、自閉症疾患を始めとした神経発達障害がシナプス形成や機能異常と関連していることが報告されており、「自閉症のシナプス仮説」が提唱されている。しかしながら、「MeCP2標的遺伝子の発現異常」と「シナプス形成・機能異常」を結び付ける自閉症の分子メカニズムはほとんどわかっていない。本研究の目的は、MeCP2を介した遺伝子の発現調節分子メカニズム及びLin7aの発現異常とシナプス機能低下の関連性を明らかにする事である。１．具体的内容 (１)MeCP2の標的遺伝子としてLIN7A, PCDHB1及びPCDH7を見出した。(２)MeCP2によりPCDHB1及びPCDH7は発現抑制に、LIN7Aは発現促進に働くことを明らかにした。（３）Mecp2ノックアウトマウスにおいてPCDHB1及びPCDH7の異常な発現上昇がみられた。（４）レット症候群患者死後脳においてPCDHB1の発現上昇がみられた。２．意義・重要性 MeCP2標的として新たに見出した上記の３つの遺伝子はシナプス形成・機能に重要な分子であることから、MeCP2の異常によるシナプス関連遺伝子の発現異常とシナプス機能異常との関連が示唆され、「自閉症のシナプス仮説」を裏付ける新たな発見として大変意義がある。
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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
我々が見出した３つの標的遺伝子のうちPCDHB1及びPCDH7について詳細な発現調節メカニズムの解析を行い、論文に受理された。もう１つのLIN7Aについては現在、発現調節メカニズムの解析を行っており、今後は当初の計画通りノックアウトマウスやiPS細胞を用いて機能解析を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
Lin7aの機能異常とレット症候群の病態との関連を明らかにするため以下のような解析を行う。(1)Mecp2ノックアウトマウスを用いて初代培養神経細胞及びスライス切片を作製し、抗Lin7a抗体による免疫染色、ウエスタンブロッティングを行なう。(2)初代培養神経細胞及び神経分化誘導したiPS細胞を用いて、Ca蛍光指示薬であるFura-2を細胞に負荷し、カルシウムイメージング法にて活動電位、グルタミン酸刺激による神経活動の計測を行なう。さらに生後5～7日齢マウスの脳より海馬スライスを作製し、シナプス伝達機能をカルシウムイメージング法にて活動電位、NMDA電流等の神経活動の計測を行なう。(3)Mecp2ノックアウトマウスにメチル化基質である葉酸やSAMを腹腔内投与し、自閉症症状の改善を行動学解析(オープンフィールド、社会性相互作用)、上記(2)のような電気生理学解析を行なう。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
今年度購入した染色体クロマチン免疫沈降法専用細胞破砕装置が計上した金額よりも４０万円ほど安く購入できたため、次年度への繰り越し研究費が生じた。次年度に繰り越した研究費はMecp2ノックアウトマウスの購入・運搬費に充てる予定である。また次年度の研究費は機器・消耗品類・旅費については当初の計画通りに使用する予定である。
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Research Products
(4 results)
