ゲノムコピー数異常が発達障害を来たすメカニズムの解明

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24791090
• Research Institution: Tokyo Women's Medical University
• Principal Investigator: 下島 圭子 東京女子医科大学, 医学部, 特任助教 (30578935)
• Keywords: ｉＰＳ細胞 / 発達障害 / 神経細胞遊走障害 / ニューロン / シナプス

Research Abstract

アレイCGH解析によりゲノムコピー数異常が発症原因と同定された発達障害患者から皮膚線維芽細胞を採取し、疾患iPS細胞を樹立し、神経系細胞に分化誘導させて病態解析を行っている。分化の過程毎に網羅的な遺伝子発現解析を行い、神経細胞の形態の差異を比較することによりゲノムコピー数異常が発達障害をきたすメカニズムの解析を行うことが本研究の目的である。
現在までに、異なる原因遺伝子によって神経細胞遊走障害を来たし発達障害を示す患者2例において、終脳への分化誘導過程において共通する遺伝子の発現低下を見出した。論文投稿したが、正常コントロールを複数例に増やして比較するように査読者より助言をうけ、現在再投稿にむけて追加実験を行っている。
さらに、神経細胞の遊走能を視覚的に比較測定するため、iPS細胞を蛍光ラベル化し、神経分化誘導過程のタイムラプス撮影による記録に取り組んだ。
また、今年度は発達障害をきたす患者の脳におけるミクロレベルでの差を評価するため、iPS細胞から分化誘導したニューロンにおけるspineを評価する手法の確立を目指した。現在までにspineの存在を免疫染色で確認することに成功したが、その密度や分布をどのような条件で計測すべきかについて、条件検討を続けている。この評価法を確立することで、今までは視覚的に確認できなかった生きたままのヒト神経細胞におけるミクロレベルの病態解析が可能となり、さらに今後は幅広く中枢神経系疾患を対象とした病態解析にも応用が可能と考えている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度は論文投稿まで行うことができた。条件検討中ではあるがミクロレベルでの観察にも取り組むことができた。ほぼ計画通りに遂行できている。

Strategy for Future Research Activity

現在論文投稿中のテーマに関しては追加実験を速やかに行い、論文受理を目指す。
タイムラプス解析も結果が出たら速やかに論文投稿をすすめる。
spineの評価手法を確立し、すでにiPS細胞を樹立している新たな発達障害患者において解析を行う。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

年度初めから7月末まで育児休暇を取得しており、その期間の研究が中断されていたため。
spine観察に必要な消耗品費として免疫染色用の試薬と抗体の購入などに使用する。

Research Products

• [Journal Article] An emerging phenotype of Xq22 microdeletions in females with severe intellectual disability, hypotonia and behavioral abnormalities. (2014)
  • Author(s): Yamamoto T, Wilsdon A, Joss S, Isidor B, Erlandsson A, Suri M, Sangu N, Shimada S, Shimojima K, Le Caignec C, Samuelsson L, Stefanova M.
  • Journal Title: J Hum Genet. Volume: in press Pages: in press
  • DOI: 10.1038/jhg.2014.21.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Overlapping microdeletions involving 15q22.2 narrow the critical region for intellectual disability to NARG2 and RORA. (2014)
  • Author(s): Yamamoto T, Mencarelli MA, Di Marco C, Mucciolo M, Vascotto M, Balestri P, Gérard M, Mathieu-Dramard M, Andrieux J, Breuning M, Hoffer MJ, Ruivenkamp CA, Shimada S, Sangu N, Shimojima K, Umezu R, Kawame H, Matsuo M, Saito K, Renieri A, Mari F.
  • Journal Title: Eur J Med Genet. Volume: in press Pages: in press
  • DOI: 10.1016/j.ejmg.2014.02.001.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Narrowing of the responsible region for severe developmental delay and autistic behaviors in WAGR syndrome down to 1.6 Mb including PAX6, WT1, and PRRG4. (2014)
  • Author(s): Yamamoto T, Togawa M, Shimada S, Sangu N, Shimojima K, Okamoto N.
  • Journal Title: Am J Med Genet A. Volume: 164A(3) Pages: 634－638
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.36325.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel nucleotide mutation leading to a recurrent amino acid alteration in SH3BP2 in a patient with cherubism. (2013)
  • Author(s): Sangu N, Shimosato T, Inoda H, Shimada S, Shimojima K, Ando T, Yamamoto T.
  • Journal Title: Congenit Anom (Kyoto) Volume: 53(4) Pages: 163－169
  • DOI: 10.1111/cga.12013.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Challenges in genetic counseling because of intra-familial phenotypic variation of oral-facial-digital syndrome type 1. (2013)
  • Author(s): Shimojima K, Shimada S, Sugawara M, Yoshikawa N, Niijima S, Urao M, Yamamoto T.
  • Journal Title: Congenit Anom (Kyoto) Volume: 53(4) Pages: 155－159
  • DOI: 10.1111/j.1741-4520.2012.00384.x.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Microdeletions of 3p21.31 characterized by developmental delay, distinctive features, elevated serum creatine kinase levels, and white matter involvement. (2013)
  • Author(s): Eto K, Sakai N, Shimada S, Shioda M, Ishigaki K, Hamada Y, Shinpo M, Azuma J, Tominaga K, Shimojima K, Ozono K, Osawa M, Yamamoto T.
  • Journal Title: Am J Med Genet A. Volume: 161A(12) Pages: 3049-3056
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.36156.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Microdeletions of 5.5 Mb (4q13.2-q13.3) and 4.1 Mb (7p15.3-p21.1) associated with a saethre-chotzen-like phenotype, severe intellectual disability, and autism. (2013)
  • Author(s): Shimada S, Okamoto N, Nomura S, Fukui M, Shimakawa S, Sangu N, Shimojima K, Osawa M, Yamamoto T.
  • Journal Title: Am J Med Genet A. Volume: 161A(8) Pages: 2078-2083
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.36027.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clinical manifestations of Xq28 functional disomy involving MECP2 in one female and two male patients. (2013)
  • Author(s): Shimada S, Okamoto N, Hirasawa K, Yoshii K, Tani Y, Sugawara M, Shimojima K, Osawa M, Yamamoto T.
  • Journal Title: Am J Med Genet A. Volume: 161A(7) Pages: 1779-1785
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.35975.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A novel homozygous mutation of GJC2 derived from maternal uniparental disomy in a female patient with Pelizaeus-Merzbacher-like disease. (2013)
  • Author(s): Shimojima K, Tanaka R, Shimada S, Sangu N, Nakayama J, Iwasaki N, Yamamoto T.
  • Journal Title: J Neurol Sci. Volume: 330(1-2) Pages: 123-126
  • DOI: 10.1016/j.jns.2013.04.017.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Establishment of iPS cells from patients with CNS diseases. (2013)
  • Author(s): Shimojima K, Yamamoto T.
  • Journal Title: No To Hattatsu. Volume: 45(2) Pages: 137-142
• [Journal Article] 109 kb deletion of chromosome 4p16.3 in a patient with mild phenotype of Wolf-Hirschhorn syndrome. (2013)
  • Author(s): Okamoto N, Ohmachi K, Shimada S, Shimojima K, Yamamoto T.
  • Journal Title: Am J Med Genet A. Volume: 161A(6) Pages: 1465-1469
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.35910.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] De novo triplication of 11q12.3 in a patient with developmental delay and distinctive facial features (2013)
  • Author(s): Yamamoto T, Matsuo M, Shimada S, Sangu N, Shimojima K, Aso S, Saito K.
  • Journal Title: Mol Cytogenet. Volume: 6(1) Pages: 15
  • DOI: 10.1186/1755-8166-6-15.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A cryptic microdeletion including MBD5 occurring within the breakpoint of a reciprocal translocation between chromosomes 2 and 5 in a patient with developmental delay and obesity. (2013)
  • Author(s): Shichiji M, Ito Y, Shimojima K, Nakamu H, Oguni H, Osawa M, Yamamoto T.
  • Journal Title: Am J Med Genet A. Volume: 161(A) Pages: 850-855
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.35768.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Interstitial duplication of 2q32.1-q33.3 in a patient with epilepsy, developmental delay, and autistic behavior. (2013)
  • Author(s): Usui D, Shimada S, Shimojima K, Sugawara M, Kawasaki H, Shigematu H, Takahashi Y, Inoue Y, Imai K, Yamamoto T.
  • Journal Title: Am J Med Genet A. Volume: 161A(5) Pages: 1078-1084
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.35679.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Whole-exome sequencing of a unique brain malformation with periventricular heterotopia, cingulate polymicrogyria and midbrain tectal hyperplasia. (2013)
  • Author(s): Okumura A, Hayashi M, Shimojima K, Ikeno M, Uchida T, Takanashi J, Okamoto N, Hisata K, Shoji H, Saito A, Furukawa T, Kishida T, Shimizu T, Yamamoto T.
  • Journal Title: Neuropathology. Volume: 33(5) Pages: 553-560
  • DOI: 10.1111/neup.12007.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PRRT2 mutation in Japanese children with benign infantile epilepsy. (2013)
  • Author(s): Okumura A, Shimojima K, Kubota T, Abe S, Yamashita S, Imai K, Okanishi T, Enoki H, Fukasawa T, Tanabe T, Dibbens LM, Shimizu T, Yamamoto T.
  • Journal Title: Brain Dev. Volume: 35(7) Pages: 641-646
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2012.09.015.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MECP2 duplication syndrome in both genders. (2013)
  • Author(s): Shimada S, Okamoto N, Ito M, Arai Y, Momosaki K, Togawa M, Maegaki Y, Sugawara M, Shimojima K, Osawa M, Yamamoto T.
  • Journal Title: Brain Dev. Volume: 35(5) Pages: 411-419
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2012.07.010.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Pelizaeus-Merzbacher-like disease患者に認められたGJC2ホモ変異は母親性ダイ ソミーによるLOHによって生じた (2013)
  • Author(s): 下島圭子、田中 竜太、島田 姿野、三宮 範子、中山 純子、岩崎 信明、山本俊至
  • Organizer: 日本人類遺伝学会学術集会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 20131120-20131123